Question

8．一定條件下，在容積為3L的密閉容器中加入1molCO和2molH₂發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H，達(dá)平衡狀態(tài)．根據(jù)圖示回答：
（1）T_A＜T_B（選填“＞”“=”或“＜”，下同），△H＜0，
K_A＞K_B．
（2）若容器容積不變，下列措施可增加CH₃OH產(chǎn)率的是BD（填寫序號）．
A．升高溫度
B．將CH₃OH（g）從體系中分離
C．充入He，使體系總壓強增大
D．再充入0.10mol H₂和0.05mol CO
（3）反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持其他條件不變，若只把容器的體積縮小一半，平衡將正向（選填“逆向”“正向”或“不”）移動，化學(xué)平衡常數(shù)K不變（選填“增大”“減小”或“不變”）．
（4）在T_B下反應(yīng)達(dá)到平衡，平衡時的壓強為開始的0.9倍，CO的轉(zhuǎn)化率為15%．
（5）在T_A下反應(yīng)達(dá)到平衡，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為$\frac{64}{3}$，則平衡混合氣體中H₂的體積分?jǐn)?shù)為33.3%．

Answer 1

分析 （1）溫度越高，反應(yīng)速率越快，到達(dá)平衡時間越短，由圖可知，溫度T_B先到達(dá)平衡，則溫度T_A＜T_B，升高溫度，甲醇的物質(zhì)的量減小，說明平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，而升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；
（2）A．升高溫度，平衡逆向移動；
B．將CH₃OH（g）從體系中分離，平衡正向移動；
C．充入He，使體系總壓強增大，恒容條件下，反應(yīng)體系各組分濃度不變，平衡不移動；
D．再充入0.10mol H₂和0.05mol CO，等效為在原平衡基礎(chǔ)上增大壓強，平衡正向移動；
（3）反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持其他條件不變，若只把容器的體積縮小一半，壓強增大，平衡向氣體體積減小的方向移動；化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變；
（4）恒溫恒容下，壓強之比等于其物質(zhì)的量之比，平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為（1mol+2mol）×0.9=2.7mol，利用差量法計算參加反應(yīng)CO物質(zhì)的量，進(jìn)而計算CO轉(zhuǎn)化率；
（5）混合氣體總質(zhì)量等于起始時CO與氫氣質(zhì)量之和，故平衡時混合氣體物質(zhì)的量為$\frac{1mol×28g/mol+2mol×2g/mol}{\frac{64}{3}g/mol}$=1.5mol，利用差量法計算參加反應(yīng)氫氣物質(zhì)的量，再計算平衡體系中氫氣體積分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）溫度越高，反應(yīng)速率越快，到達(dá)平衡時間越短，由圖可知，溫度T_B先到達(dá)平衡，則溫度T_A＜T_B，升高溫度，甲醇的物質(zhì)的量減小，說明平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，平衡常數(shù)K_A＞K_B，而升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則△H＜0，
故答案為：＜；＜；＞，
（2）A．升高溫度，平衡逆向移動，甲醇的產(chǎn)率減小，故A錯誤；
B．將CH₃OH（g）從體系中分離，平衡正向移動，甲醇產(chǎn)率增大，故B正確；
C．充入He，使體系總壓強增大，恒容條件下，反應(yīng)體系各組分濃度不變，平衡不移動，甲醇產(chǎn)率不變，故C錯誤；
D．再充入0.10mol H₂和0.05mol CO，等效為在原平衡基礎(chǔ)上增大壓強，平衡正向移動，甲醇產(chǎn)率增大，故D正確，
故選：BD；
（3）反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持其他條件不變，若只把容器的體積縮小一半，壓強增大，由于正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，故平衡向正反應(yīng)方向移動，化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，
故答案為：正向；不變；
（4）恒溫恒容下，壓強之比等于其物質(zhì)的量之比，平衡時混合氣體總物質(zhì)的量為（1mol+2mol）×0.9=2.7mol，則：
 CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g） 物質(zhì)的量減小△n
  1                             2
0.15mol                        3mol-2.7mol=0.3mol
故CO轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.15mol}{1mol}$×100%=15%，
故答案為：15%；
（5）混合氣體總質(zhì)量等于起始時CO與氫氣質(zhì)量之和，故平衡時混合氣體物質(zhì)的量為$\frac{1mol×28g/mol+2mol×2g/mol}{\frac{64}{3}g/mol}$=1.5mol，則：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g） 物質(zhì)的量減小△n
        2                        2
      1.5mol               3mol-1.5mol=1.5mol
故平衡體系中氫氣體積分?jǐn)?shù)為$\frac{2mol-1.5mol}{1.5mol}$×100%=33.3%，
故答案為：33.3%．

點評 本題考查化學(xué)平衡計算與影響因素、化學(xué)平衡圖象，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，（4）（5）中注意利用差量法簡化計算．