题目内容
【题目】一定条件下,在体积为3L的密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),CH3OH的物质的量与时间变化图像如图:
(1)该反应的平衡常数表达式K=__;
(2)降低温度,K值将__(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若起始时加入1molCO和2molH2,则达平衡时,CO和H2的转化率之比为__。
(4)500℃时,从反应开始到达到化学平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是__(用nB,tB表示)。
(5)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是__(填字母,下同)。
a.CO的浓度不再变化
b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均摩尔质量不再改变
d.v生成(CH3OH)=v消耗(CO)
(6)300℃时,将容器的容积压缩到原来的,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是__。
a.CH3OH的物质的量增加
b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.c(CO)和c(H2)均减小
d.重新平衡时减小
【答案】 增大 1:1
mol·L-1·min-1 ac ad
【解析】
(1)平衡常数表达式K的求算,直接套用公式;
(2)根据图像,温度升高,甲醇的物质的量减少,说明平衡逆向进行,所以该反应的正向是放热反应;
(3)反应CO:H2=1:2,加入1molCO和2molH2,如果消耗xmolCO,对应消耗2xmolH2,以此计算;
(4)根据物质变化的物质的量之比等于化学计量数之比,代入公式计算;
(5)在一定条件下,当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态,是化学平衡状态;
(6)根据化学平衡状态变化因素进行分析。
(1)平衡常数表达式K=,故答案为:
;
(2)根据图像,温度升高,甲醇的物质的量减少,说明平衡逆向进行,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,所以该反应的正向是放热反应,则降低温度,K值将增大,故答案为:增大;
(3)反应CO:H2=1:2,加入1molCO和2molH2,如果消耗xmolCO,对应消耗2xmolH2,CO和H2的转化率之比==1:1,故答案为:1:1;
(4)根据物质变化的物质的量之比等于化学计量数之比,500 ℃时,反应在tB达到平衡,生成甲醇nB moL,消耗氢气2nB,容器的体积为3L,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是mol·L-1·min-1,故答案为:
mol·L-1·min-1;
(5)在一定条件下,当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态,是化学平衡状态,a.CO的浓度不再变化,说明反应处于平衡状态,正确;b. 在恒容、密闭容器中,混合气体的密度始终不改变,错误;
c.混合气体的平均摩尔质量M=m/n,质量不变,平衡时,物质的量不再改变,则混合气体的平均摩尔质量不再改变,正确;d.v生成(CH3OH)=v消耗(CO) 反应速度的方向是相同的,错误;故答案为:ac;
(6) 300 ℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,a. 平衡正向移动,CH3OH的物质的量增加,正确;b. 正逆反应速率都加快,错误;c. 器体积减小, c(CO)和c(H2)均增大,错误;d. 甲醇的物质的量增加,氢气的物质的量减少,浓度之比等于物质的量之比,重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小,正确;故答案为:ad。
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