题目内容
【题目】工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:
CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0
(1)图1是表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入5mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况.反应第10分钟达到平衡,从反应开始到平衡,用H2表示平均反应速率v(H2)=______。
(2)图2表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A______C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A______C,由状态B到状态A,可采用______的方法(填“升温”或“降温”)。
(3)恒容条件下,下列措施中能使减小的有______
A.升高温度 B.充入He气 C.再充入2molCO和5molH2 D.使用催化剂
【答案】0.15mol·L-1·min-1 < = 升温 A
【解析】
(1)由图1可知,起始时CO为2mol,反应中减小的CO的浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L,10min时达到平衡,则用CO表示的化学反应速率为=0.075molL-1min-1, 因反应速率之比等于化学计量数之比,则v(H2)=0.075molL-1min-1×2=0.15molL-1min-1;故答案为:0.15molL-1min-1;
(2)压强越大化学反应速率越大,压强A<C,所以反应速率A<C;
化学平衡常数只与温度有关,A、C点温度相同所以化学平衡常数相对;相同压强下,温度从T1到T2,氢气体积分数增大平衡逆向移动,正反应是放热反应,平衡向吸热方向移动,说明T1<T2;由B到A采用升温方法,故答案为:<;=;升温;
(3)A.该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,n(CH3OH)/n(CO)减小,故A正确;B.充入He(g),使体系压强增大,容器的容积不变,反应混合物的浓度不变,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO)不变,故B错误;C.再充入2molCO和5molH2,相当于对原平衡加压,平衡正向移动,n(CH3OH)/n(CO)增大,故C错误;D.使用催化剂,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO)不变,故D错误;故答案为:A。