Question

【題目】已知某密閉容器中存在可逆反應(yīng)2CO(g)+4H2(g) =CH3CH2OH(g)+H2O(g) ΔH。測(cè)得其他條件相同時(shí)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨著溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的變化如圖1中曲線所示， 平衡常數(shù)K與溫度關(guān)系如圖2所示。

回答下列問(wèn)題：

圖1 圖2

(1)該反應(yīng)的ΔH___0(填“＞”或“＜”，后同），pl____p2，M、N相比，混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量較大的是____。

(2) A、B, C、D四點(diǎn)中能正確表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度T的關(guān)系的點(diǎn)為_____。

(3)下列各項(xiàng)數(shù)據(jù)能表明一定溫度下，恒容密閉容器中反應(yīng)2CO(g)+4H2(g) =CH3CH2OH(g)+H2O(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___。

a.氣體密度保持不變 b.反應(yīng)過(guò)程中 c(CO):c(H2)=1:2

c.生成速率：v(CO)=2v(H2O) d. ΔH—定

(4)若在恒容條件下，最初向容器中通入1 mol CO、2 mol H2，在適當(dāng)催化劑、溫度下使其發(fā)生反應(yīng)2CO(g)+4H2(g) =CH3CH2OH(g)+H2O(g)。測(cè)得開(kāi)始時(shí)容器總壓為 3xl05Pa，反應(yīng)經(jīng)2 min達(dá)到平衡且平衡時(shí)體系壓強(qiáng)降低了，則v(CO)= ____Pa/min，該溫度下的平衡常數(shù)為Kp的值為____。

Answer 1

【答案】< > M AC c 2.5×104 2.5×10-21Pa-4

【解析】

(1)由M=知混合氣體總物質(zhì)的量越小，平均摩爾質(zhì)量越大，即M點(diǎn)平均摩爾質(zhì)量較大；

(2)因?yàn)闇囟仍礁撸�平衡常�?shù)越小；

(3)根據(jù)變量不變達(dá)平衡進(jìn)行判斷；

(4) 利用三段式進(jìn)行分析計(jì)算。

(1)由圖知，其他條件相同時(shí)，溫度越高CO的平衡轉(zhuǎn)化率越低，說(shuō)明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故△H<0；正反應(yīng)是氣體分子數(shù)目減小的反應(yīng)，故壓強(qiáng)越大轉(zhuǎn)化率越大，p1>p2；CO轉(zhuǎn)化率越大，混合氣體總物質(zhì)的量越小，由M=知平均摩爾質(zhì)量越大，即M點(diǎn)平均摩爾質(zhì)量較大；

(2)因?yàn)闇囟仍礁撸�平衡常�?shù)越小，故符合條件的是A、C (注意從整體上看B、D點(diǎn)均不正確)。

(3)a、由方程式知，氣體總質(zhì)量恒定，容器容積恒定，故密度是個(gè)定值，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；

b、反應(yīng)過(guò)程中a(CO)：c(H2)=1：2，取決于反應(yīng)物充入量，不能判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；

c、生成2x mol的CO的同時(shí)生成x mol的H2O，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡，選項(xiàng)c正確；

d、對(duì)于一個(gè)確定的反應(yīng)方程式來(lái)說(shuō)，△H保持不變，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。

答案選c；

(4) 2CO(g)+4H2(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g)

開(kāi)始物質(zhì)的量(mol) 1 2 0 0

變化物質(zhì)的量(mol) x 2x 0.5x 0.5x

平衡物質(zhì)的量(mol) 1-x 2-2x 0.5x 0.5x

(1+2)：(3-2x)=3×105 ： (3×105×)，x=0.5；

開(kāi)始時(shí)p(CO)=×3×105Pa=1×105Pa，

平衡時(shí)p(CO)=×3×105×Pa=5×104Pa，故v(CO)=2.5×104Pa/min。

p(H2)= 1×105Pa，p(CH3CH2OH)=p(H2O)=×3×105×Pa =2.5×104Pa，Kp=2.5×10-21Pa-4。