题目内容

【题目】(1)某温度下,在2L密闭容器中,充入2.4mol CO2和4.4molH2,发生合成甲醇的反应,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得甲醇的物质的量浓度随时间的变化图像如图(1)中的曲线I,则前4分钟ν(CO2)=___;若在1 min时,改变某一反应条件,曲线I变为曲线II,则改变的条件为___;该温度下反应的化学平衡常数为___。

(2)在另一温度下发生合成甲醇的反应,如图(2)关闭K,向A容器中充入1molCO2和4molH2,向B容器中充入1.2molCO2和4.8molH2,两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL,反应达到平衡时容器B的体积为0.9aL,维持其他条件不变,若打开K一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为___L(不考虑温度的变化,P为可自由滑动活塞,不考虑活塞的摩擦力)。

【答案】0.1mol·L-1·min-1 加入催化剂 0.2 0.65a

【解析】

打开A、B容器间的活塞K,两容器内的气体相通,此时气体的压强等于大气压强,与B容器的压强相同。只要我们求出B容器中气体的起始物质的量与平衡时气体的体积关系,就可求出A、B相通时气体的总体积,从而求出A、B相通后B容器的体积。

(1) CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

起始量 1.2mol/L 2.2mol/L 0 0

变化量 0.4mol/L 1.2mol/L 0.4mol/L 0.4mol/L

平衡量 0.8mol/L 1.0mol/L 0.4mol/L 0.4mol/L

ν(CO2)==0.1mol·L-1·min-1,

答案为:0.1mol·L-1·min-1;

若在1 min时,曲线I变为曲线II,达平衡的时间缩短,但c(CH3OH)未变,说明反应速率加快,但平衡未发生移动,则改变的条件为加入催化剂,

答案为:加入催化剂;

K==0.2,

答案为:0.2。

(2)在B容器中,1.2molCO2和4.8molH2混合气,共6mol,反应达平衡时,体积变为0.9aL;

维持相同的压强,将A、B连通,混合气共11mol,反应达平衡时,体积为L,容器B的体积为1.65aL-aL=0.65aL;

答案为:0.65aL。

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