题目内容

一定条件下,在体积为3L的密闭容器中,一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=Q;根据题意完成下列各题:

(1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=
 
,升高温度,K值
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)根据题图判断,Q
 
0(填“>”、“<”或“=”)
(3)在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
 
(用含nB、tB的式子表示)
(4)在其他条件不变的情况下,对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是
 

a  氢气的浓度减少           b  正反应速率加快,逆反应速率也加快
c  甲醇的物质的量增加       d  重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大.
考点:化学平衡的影响因素
专题:化学平衡专题
分析:(1)根据方程式和K的含义书写;根据温度对平衡的影响,判断K的变化;
(2)图象分析,先拐先平温度高,温度越高甲醇物质的量越小,说明升温平衡逆向进行,正反应为放热反应;
(3)500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=2v(CH3OH)=2
△n
V
△t

(4)将处于E点的体系的体积压缩到原来的
1
2
,体系的压强增大,平衡向正反应方向移动,正逆反应速率都增大.
解答: 解:(1)已知CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),则K=
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
,500℃时甲醇的物质的量小,所以升高温度,平衡逆移,所以K减小;
故答案为:
c(CH3OH)
c(CO)c2(H2)
;减小;
(2)图象分析,先拐先平温度高,温度越高甲醇物质的量越小,说明升温平衡逆向进行,正反应为放热反应Q<0,故答案为:<;
(3)500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=2v(CH3OH)=2
△n
V
△t
=2×
n(B)
3L
t(B)
mol/(L.min)=
2n(B)
3t(B)
mol?l-1?min-1,故答案为:
2n(B)
3t(B)
mol?l-1?min-1
(4)将处于E点的体系的体积压缩到原来的
1
2
,体系的压强增大,
a.体积减小,氢气的浓度增大,故a错误;
b.体系压强增大,正逆反应速率都增大,故b正确;
c.增大压强,平衡向正反应方向移动,则甲醇的物质的量增加,故c正确;
d.增大压强,平衡向正反应方向移动,且氢气的转化率大于原来体系,所以重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)减小,故d错误;
故选bc.
点评:本题涉及化学平衡状态的判断、化学平衡移动的影响因素等知识点,根据方程式特点确定平衡移动影响因素,只有反应前后改变的物理量不变时才能作为化学平衡状态的判断依据,题目难度中等.
练习册系列答案
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能源短缺是人类社会面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
Ⅰ.已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H═-1275.6KJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H═-566.0KJ?mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H═-44.0KJ?mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
 

Ⅱ.工业上合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g);△H
(1)该反应在300℃,5MPa条件下能自发进行,则△H
 
0,△S
 
0 (填“<,>或=”).
(2)在300℃,5MPa条件下,将0.20mol的 CO与0.58mol H2的混合气体充入2L密闭容器发生反应,反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图1所示.
①在0~2min内,以H2表示的平均反应速率为
 
mol?L-1?s-1
②计算300℃时该反应的平衡常数K=
 

③300℃时,将0.50mol CO、1.00mol H2和1.00mol CH3OH 充
入容积为2L的密闭容器中,此时反应将
 

A.向正方向移动   B.向逆方向移动
C.处于平衡状态   D.无法判断
④下列措施可增加甲醇产率的是
 

A.压缩容器体积       B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入0.20mol CO和0.58mol H2
(3)若其它条件不变,使反应在500℃下进行,在图2中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图.
Ⅲ.甲醇可以与水蒸气反应生成氢气,反应方程式如下:
CH3OH(g)+H2O(g)???CO2(g)+3H2(g)△H>0.
(1)判断可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号)
 

A.v(CH3OH)=v(CO2
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
(2)图2中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入1mol CH3OH(g)和2mol H2O(g),向B容器中充入1.2mol CH3OH(g)和2.4mol H2O(g),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a L.试回答:反应达到平衡时容器B的体积为1.5a L,容器B中CH3OH的转化率为
 
,A、B两容器中H2O(g)的体积百分含量的大小关系为B
 
A(填“>”“<”或“=”).

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