Question

7．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．工业上合成甲醇的反应为CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H＜0．
（1）要使该反应的反应速率增大，可采取的措施是abc
a．升高温度     b．增大压强    c．加入催化剂    d．扩大反应容器的体积
要使生成甲醇的程度增大，即使平衡向正反应方向移动，可采取的措施是be
a．升高温度     b．增大压强    c．加入催化剂    d．扩大反应容器的体积   e．及时取走甲醇
（2）在300℃，5MPa条件下，将0.20mol的CO与0.58mol H₂的混合气体充入2L密闭容器中发生反应，反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示．
①在0～2min内，以H₂表示的平均反应速率为0.02mol•L^-1•min^-1．
②300℃时该反应的平衡常数K=4（mol/L）^-2．

Answer 1

分析 （1）该反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强、升高温度、增大物质浓度、加入催化剂等都能知道反应速率，研究化学平衡移动原理分析选项改变的条件对平衡的影响，平衡正向进行，甲醇生成量增多；
（2）①据图分析出△c和△t即可求出；v（CO）=$\frac{△c}{△t}$代入数值即可；
②利用三段式平衡浓度，平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积．

解答 解：（1）要使该反应的反应速率增大，可采取的措施是
a．升高温度可以加快反应速率，故a正确；     
b．增大压强可以增大反应速率，故b正确   
c．加入催化剂加快反应速率，故c正确    
d．扩大反应容器的体积，减小压强，速率减小，故d错误；
CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H＜0，要使生成甲醇的程度增大，即使平衡向正反应方向移动，可采取的措施是：
a．反应是放热反应，升高温度平衡逆向进行，故a 错误；     
b．正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向进行，甲醇生成量增多，故b正确；    
c．加入催化剂增大反应速率，氮不改变化学平衡，甲醇生成量不变，故c错误；    
d．扩大反应容器的体积，压强减小，平衡向逆向进行，故d错误；   
e．及时取走甲醇平衡正向进行，生成甲醇的程度增大，故e正确；
故答案为：abc；be；
（2）①2min时，甲醇浓度变化0.02mol/L，则氢气浓度变化为0.04mol/L，v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.04mol/L}{2min}$=0.02mol/（L•min）^-1，故答案为：0.02；
②CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
加入的（mol/L）  0.10     0.29       0
反应的（mol/L）  0.02     0.04      0.02
平衡后（mol/L）   0.08    0.25      0.02
K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.02mol/L}{0.08mol/L×（0.25mol/L）^{2}}$=4（mol/L）^-2，故答案为：4（mol/L）^-2．

点评 本题考查了化学平衡、反应速率影响因素的分析判断，平衡常数、反应速率的概念计算应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．