Question

【題目】在壓強為0.1MPa、10L恒容的密閉容器中,將2molCO與5molH2的混合氣體在催化劑作用下能生成甲醇CO(g）+2H2(g)=CH3OH(g)△H<0請回答下列問題:

(1)該反應的熵變ΔS_________________0(填“>”、“<”或“=”).

(2)若溫度T2時,5min后反應達到平衡,CO的轉化率為75%,則:

①平衡時體系總的物質的量為_________________mol

②反應的平衡常數K=_________________；

③反應0-5min在區間的平均反應速率v(H2)=_________________

(3)向反應器中再分別充入下列氣體，能使CO轉化率增大的是_________________

A.CO B.H2 C.CH3OH D.He

Answer 1

【答案】＜ 4 75 0.06mol﹒L﹒min-1 B

【解析】

（1）根據氣體的計算數進行判斷；

（2）根據三行式，結合A轉化率=×100%，平衡常數K=，反應速率=

進行計算；

(3) 根據平衡移動原理進行分析。

（1）該反應中，反應物的系數和大于產物氣體系數和，所以該反應是熵減的反應，熵變小于零，故ΔS<0；

（2）①若溫度T2時，5min后反應達到平衡，CO的轉化率為75%，則反應的CO的物質的量為：2mol×75%=1.5mol，反應的氫氣的物質的量為：1.5mol×2=3mol，平衡時CO的物質的量為：2-1.5=0.5mol，氫氣的物質的量為5-3=2mol，甲醇的物質的量為1.5mol，故平衡時體系總的物質的量為0.5+2+1.5=4mol；

②平衡時CO的物質的量為0.5mol，氫氣的物質的量為2mol，甲醇的物質的量為1.5mol，則平衡常數K===75L2/mol2；

③反應的氫氣的物質的量為3mol，故v（H2）==0.06 molL-1min-1；

(3) 反應CO(g）+2H2(g)=CH3OH(g) △H<0為氣體體積減小的放熱反應。

A. 向反應器中再充入CO，反應正向移動，但加入的量比轉化的少得多，則CO的轉化率反而減小，選項A不符合；

B. 向反應器中再充入H2 ，反應正向移動，CO的轉化率增大，選項B符合；

C. 向反應器中再充入CH3OH，反應逆向移動，CO的轉化率減小，選項C不符合；

D. 向反應器中再充入He，各反應物的濃度不變，平衡不移動，CO的轉化率不變，選項D不符合；

答案選B。