Question

【題目】工業上用CO生產燃料甲醇。一定條件下發生反應：CO (g)+2H2 (g)CH3OH (g)。

(1)該反應的平衡常數表達式為：K=______________________

(2)圖1是反應時CO和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化情況。從反應開始到平衡，用CO濃度變化表示的平均反應速率v(CO）=____________。

(3)圖2表示該反應進行過程中能量的變化。曲線a表示不使用催化劑時反應的能量變化，曲線b表示使用催化劑后的能量變化。該反應是________（填“吸熱”或“放熱”）反應，反應的熱化學方程式是__________________________________________。

(4)適宜的催化劑能_______（選填序號）。

a.改變反應的熱效應 b.降低生產能耗 c.加快反應速率 d.提高反應物的轉化率

(5)恒容條件下，下列措施中能使n (CH3OH)/n (CO)增大的有________（選填序號）。

a. 升高溫度 b. 使用催化劑 c.再充入2mol H2

Answer 1

【答案】K= 0.075mol·L-1·min-1 放熱 CO (g)+2H2 (g) CH3OH (g) △H=-91kJ·mol－1 b. c c

【解析】

（1）根據平衡常數的定義寫出CO (g)+2H2 (g)CH3OH (g)，反應的平衡常數表達式為：K=；

（2）根據題列三段式，再結合v=濃度的變化量與時間的變化量比值進行計算；

（3）根據圖可知，1molCO和2molH2生成1molCH3OH能量減少（510-419）kJ，據此書寫；

（4）根據催化劑的作用分析，催化劑可以加快反應速率，但不影響平衡移動；；

（5）根據影響化學平衡的因素分析；

（1）根據平衡常數的定義：CO (g)+2H2 (g)CH3OH (g)，反應的平衡常數表達式為：K=；

故答案為：；

（2）列三段式：

從反應開始到平衡，CO的平均反應速率v（CO）= =0.075 mol·L-1·min-1；

故答案為：0.075mol·L-1·min-1；

（3）圖2表示該反應進行過程中能量的變化。曲線a表示不使用催化劑時反應的能量變化，曲線b表示使用催化劑后的能量變化。根據圖可知，1molCO和2molH2生成1molCH3OH能量減少（510-419）kJ，是放熱反應，故其熱化學方程式為：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-91kJ·mol－1；

故答案為：放熱；CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-91kJ·mol－1；

（4）適宜的催化劑：a.不改變反應的熱效應，故不選； b.降低反應所需活化能，降低生產能耗 ，故選；c.加快反應速率，縮短反應時間，故選； d.不能改變平衡，不能提高反應物的轉化率，故不選；故選b. c；

（5）a．升高溫度，平衡向著逆方向移動，則減小，故a錯誤；

b．使用催化劑，催化劑不影響化學平衡，則不變，故ｂ錯誤；

c．再充入2molH2，反應物濃度增大，平衡正向移動，則增大，故c正確；

故選ｃ。