Question

【題目】某溫度時，將2 mol CO與5 mol H2的混合氣體充入容積為2 L的密閉容器中，在催化劑的作用下發生反應：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。經過5 min后，反應達到平衡，此時H2的轉化率為60%。

(1)該反應的平衡常數為________，v(CH3OH)=________mol·L-1·min-1。若保持體積不變，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此時v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

(2)在一定壓強下，容積為VL的容器充入amol CO與2amol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇，平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。則ΔH___0，p1____p2(填“大于”“小于”或“等于”)。

(3)能使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是________。

a.及時分離出CH3OH氣體 b.適當升高溫度 c.增大H2的濃度 d.選擇高效催化劑

Answer 1

【答案】 3 0.15 > 小于 小于 c

【解析】（1）經過5min后，反應達到平衡，此時H2的轉化率為60%，所以參加反應的氫氣是3mol，則消耗CO是1.5mol，生成甲醇1.5mol，剩余氫氣和CO分別是2mol和0.5mol，則氫氣、CO和甲醇的平衡濃度分別是（mol/L）1、0.25、0.75，所以根據化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值可知該反應的平衡常數為；其中v(CH3OH）＝＝0.15mol·L－1·min－1；若保持體積不變，再充入2molCO和1.5molCH3OH，此時CO和甲醇的濃度變為0.75mol/L、1.5mol/L，則濃度熵＜3，這說明反應向正反應方向進行，則v正>v逆；（2）在壓強相等的條件下CO的轉化率隨溫度的升高而降低，這說明升高溫度平衡向逆反應方向進行，所以正反應是放熱反應，則△H小于0；根據圖像可知在溫度相等的條件下P2曲線對應的CO轉化率大，由于正反應是體積減小的可逆反應，增大壓強平衡向正反應方向進行，所以p1小于p2；（3）a．及時分離除CH3OH氣體平衡向正反應方向進行，但反應速率降低，a錯誤；b．適當升高溫度反應速率增大，但平衡向逆反應方向進行，b錯誤；c．增大H2的濃度能使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動，c正確；d．選擇高效催化劑加快反應速率，但平衡不移動，d錯誤，答案選c。