Question

【題目】某溫度時(shí)，將2molCO與5molH2的混合氣體充入容積為2L的密閉容器中，在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

（1）經(jīng)過5min后，反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)轉(zhuǎn)移電子6mol。該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______。V(H2)=_____mol/(L·min)。若保持體積不變，再充入2mulCO和1.5mol CH3OH，此時(shí)v(正)___ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

（2）在其他條件不變的情況下，再增加2molCO與5molH2，達(dá)到新平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率____(填“增大”“減小”或“不變”)。

（3）下列不能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________

a.CH3OH的質(zhì)量不變 b.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變

c.V逆(CO)=2V正(H2) d.混合氣體的密度不再發(fā)生改變

（4）在一定壓強(qiáng)下，容積為VL的容器充入amolCO與2amolH2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇,平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

則p1_____p2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，△H_____0。該反應(yīng)在_______(填“高溫”或“低溫”)下能自發(fā)進(jìn)行。

（5）能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大,且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是_____。

a.及時(shí)分離除CH3OH氣體 b.適當(dāng)升高溫度

c.增大H2的濃度 d.選擇高效催化劑

（6）下面四個(gè)選項(xiàng)是四位學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)限度以后,聯(lián)系化工生產(chǎn)實(shí)際所發(fā)表的看法，你認(rèn)為不正確的是_______。

a.化學(xué)反應(yīng)速率理論可指導(dǎo)怎樣在一定時(shí)間內(nèi)快出產(chǎn)品

b.有效碰撞理論可指導(dǎo)怎樣提高原料的轉(zhuǎn)化率

c.勒夏特列原理可指導(dǎo)怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品

d.正確利用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)限度都可以提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益

Answer 1

【答案】 3 0.3 > 增大 cd 小于 小于 低溫 c b

【解析】（1）將2molCO與5molH2的混合氣體充入容積為2L的密閉容器中，經(jīng)過5min后，反應(yīng)達(dá)到平衡，根據(jù)化學(xué)方程式可以知道轉(zhuǎn)移電子4mol消耗CO物質(zhì)的量為1mol，則此時(shí)轉(zhuǎn)移電子6mol，消耗CO物質(zhì)的量=6/4×1=1.5 mol，結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）
起始量（mol） 2 5 0

變化量（mol） 1.5 3 1.5

平衡量（mol） 0.5 2 1.5

平衡濃度c（CO）=0.5/2=0.25mol/L, c（H2）=2/2=1 mol/L, c（CH3OH）=1.5/2=0.75 mol/L，平衡常數(shù)K=0.75/0.25×12=3；v(H2)=3/(2×5)=0.3 mol/(L·min)；若保持體積不變，再充入2molCO和1.5molCH3OH， 生成物濃度為（1.5+1.5）/2=1.5 mol/L，反應(yīng)物濃度為c（CO）=（0.5+2）/2=1.25 mol/L， c（H2）=1 mol/L，計(jì)算此時(shí)濃度商Qc=1.5/1.25×12=1.2＜3， 說(shuō)明平衡正向進(jìn)行，此時(shí)v（正）＞v（負(fù)）；正確答案是：3；0.3；＞。

（2）在其它條件不變的情況下，再增加2molCO與5molH2，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，平衡正向進(jìn)行，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大；正確答案：增大。

（3）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H＜0，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變，分析選項(xiàng)中變量不變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；CH3OH的質(zhì)量不變，物質(zhì)的量不變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a錯(cuò)誤；反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化，當(dāng)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，b錯(cuò)誤；反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比，等于正反應(yīng)速率之比，2v正（CO）=v正（H2），當(dāng)滿足2v逆（CO）=v正（H2）說(shuō)明氫氣的正逆反應(yīng)速率相同，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以v逆（CO）=2v正（H2）不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，c正確；反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，混合氣體的密度始終不發(fā)生改變，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，d正確；正確答案：c d；

（4）相同溫度下，同一容器中，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則CO的轉(zhuǎn)化率增大，根據(jù)圖象知，p1小于p2，溫度升高一氧化碳轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明升溫平衡逆向進(jìn)行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，△S＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷根據(jù)是△H-T△S＜0，滿足此關(guān)系低溫下能自發(fā)進(jìn)行；正確答案是：小于；小于；低溫；

（5）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H＜0，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，采取下列措施，其中能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；及時(shí)分離除CH3OH，減少生成物濃度，平衡正向進(jìn)行，但反應(yīng)速率減小，a錯(cuò)誤；升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，b錯(cuò)誤；增大H2的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，c正確；選擇高效催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡不移動(dòng)，d錯(cuò)誤；正確答案：c。

（6）化學(xué)反應(yīng)速率理論可指導(dǎo)怎樣在一定時(shí)間內(nèi)快出產(chǎn)品，而化學(xué)平衡理論可指導(dǎo)怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品，C錯(cuò)誤，其余選項(xiàng)都是正確的，答案選C。