Question

【题目】工业上通常采用CO(g)和H2(g)催化合成甲醇CH3OH(g)。

(1)在—定温度和压强下，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝－128.8 kJ/mol。若将10a mol CO和20a mol H2放入2 L的密闭容器中，充分反应后测得CO的转化率为60%，则该反应的平衡常数为________(用含a的代数式表示)。若此时再向该容器中投入10a mol CO、20a mol H2和10a mol CH3OH(g)，判断平衡移动的方向是________(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)；与原平衡相比，CO的物质的量浓度________(填“增大”、“不变”或“减小”)。

(2)判断该反应达到平衡状态的依据是________(填字母序号)。

a．混合气体的密度不变 b．混合气体的平均相对分子质量不变 c．2v逆(H2)＝v正(CO) d．容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1∶2∶1 e．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

Answer 1

【答案】 正向移动 增大 be

【解析】

（1）起始时CO为10a mol，转化率为60%，所以反应的CO为6a mol，用三段式求平衡常数：

容器体积为2L，所以平衡时CO、H2、CH3OH的浓度分别为2a mol/L、4a mol/L、3a mol/L，则则该反应的平衡常数为L2/mol2。若此时再向该容器中投入10a mol CO、20a mol H2和10a mol CH3OH(g)，CO、H2、CH3OH的物质的量分别为14a mol、28a mol、16a mol，浓度为7a mol/L、14a mol/L、8a mol/L，计算此时的＜，所以平衡正向移动；由于加入了CO，而容器体积不变，所以与原平衡相比，CO的物质的量浓度增大了；故答案为：，正向移动，增大；

（2）a．混合气体的密度等于混合气的总质量除以容器的体积，由于反应物和生成物都是气体，根据质量守恒，混合气的总质量是不变的，容器体积一定，所以混合气的密度一直不变，所以密度不变不能说明该反应达到平衡状态；

b．混合气体的平均相对分子质量等于总质量除以总物质的量，总质量是不变的，但总物质的量在未平衡前是减小的，故当混合气体的平均相对分子质量不再变化时，反应达到了平衡状态；

c．用H2和CO表示的正逆反应速率之比等于化学方程式的化学计量数之比时，可以说明反应达到平衡状态，应为v逆(H2)＝2v正(CO)；

d．容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比等于方程式的化学计量数之比和是否平衡无关，故容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1∶2∶1不能说明反应达到平衡；

e．各物质的浓度不再变化可以说明反应达到平衡状态，故当CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化可以说明反应达到了平衡状态；

故选be。