题目内容
【题目】甲醇是一种可再生的清洁能源,一定条件下用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g)H =a kJ·mol-1。向体积为2 L的密闭容器中充入2mol CO和4mol H2,测得不同温度下容器内气体总物质的量随时间(min)的变化关系如下左图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示:
(1)能判断反应达到化学平衡状态的是 (填字母)。
A.c(CO)与c(H2)的比值保持不变
B.容器中气体压强保持不变
C.容器中气体密度保持不变
D.单位时间内有1molCO消耗的同时有1mol CH3OH生成
E.v正(H2)=2 v逆(CH3OH)
(2)①Ⅱ和Ⅰ相比,Ⅱ改变的反应条件是 。
②反应Ⅲ在9min时达到平衡,比较反应Ⅰ的温度(T1)和反应Ⅲ的温度(T3)的高低:T1 T3(填“>”“<”“=”),此正反应是________反应(填“放热或吸热”)。
(3)①反应Ⅰ在6 min时达到平衡,从反应开始到达到平衡时v (CH3OH) = mol/(L·min)。
②反应Ⅱ在2 min时达到平衡,计算该温度下的平衡常数K= 。在体积和温度不变的条件下,在上述反应达到平衡Ⅱ时,再往容器中加入1 mol CO和3 mol CH3OH后,平衡将向_________(填“正反应、逆反应和不移动”),原因是______________。
【答案】(1)BE
(2)①使用催化剂;②>;放热
(3)①1/8或者0.125mol/(L.min);
②12;不移动;因为平衡Ⅱ后,加入1molCO、3molCH3OH,
此时,所以平衡不移动
【解析】
试题分析:(1)投料比等于系数比,c(CO)与c(H2)的比值是定值,c(CO)与c(H2)的比值保持不变不一定平衡;反应前后气体系数和不同,压强是变量,容器中气体压强保持不变一定平衡;单位时间内有1molCO消耗的同时有1mol CH3OH生成,都是正反应速率,所以不一定平衡;正逆反应速率比等于系数比,v正(H2)=2 v逆(CH3OH)一定平衡;(2)①Ⅱ和Ⅰ相比,反应速率加快,平衡不移动,Ⅱ改变的反应条件是加入催化剂;②反应Ⅲ的速率慢,反应Ⅲ的温度低,T1 >T3;降低温度平衡正向移动,正反应放热;(3) ①根据题意,设生成甲醇的物质的量为xmol
2-x+4-2x+x=3解得X=1.5mol
v (CH3OH)=1.5mol÷2 L÷6 min=0.125 mol/(L.min);
②12;所以平衡不移动。