Question

【题目】工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为：

CO (g) +2H2 (g) CH3OH (g) △H，在T1℃时，体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO，达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与n(H2)：n(CO)的关系如图所示。

(1)当起始n (H2)：n(CO) =2，经过5min达到平衡，此时容器的压强是初始压强的0.7倍，则0～5min内平均反应速率v(H2)=____。若此时再向容器中加入0.15 mol CO (g)和0.05 mol CH3OH (g)，达新平衡时H2的转化率将_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

(2)由下图可知该反应的△H_____0（选填“>”、“<”或“=”，下同），压强pl____p2；当压强为p2时，在y点：v（正）____v（逆）。

Answer 1

【答案】0.09molL-1min-1增大＞＞＞

【解析】

（1）H2和CO总物质的量为3mol，n(H2):n(CO)=2，起始时n(H2)=2mol，n(CO)=1mol，

CO (g) +2H2 (g) CH3OH (g)

起始： 1 2 0

变化： x 2x x

平衡： 1－x 2－2x x 相同条件下，压强之比等于物质的量之比，即3/(3－2x)=1/0.7，解得2x=0.9mol，根据化学反应速率数学表达式，v(H2)=0.9/(2×5)mol/(L·min)=0.09mol/(L·min)；达到平衡时，平衡常数K===2.70，再充入0.15molCO和0.05molCH3OH，各组分的物质的量分别为0.7mol、1.1mol、0.5mol，此时的Q=2.36<2.70，反应正向移动，H2的转化率增大；

（2）根据图像，随着温度升高，CO的转化率增大，平衡向正反应方向进行，即△H>0；作等温线，增大压强，平衡向正反应方向进行，CO的转化率增大，即p1>p2；y点在T温度下没有达到平衡，在y点反应向正反应方向移动，即v(正)>v(逆)。