Question

【題目】某溫度時，將2molCO與5molH2的混合氣體充入容積為2L的密閉容器中，在催化劑的作用下發生反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

（1）經過5min后，反應達到平衡，此時轉移電子6mol。該反應的平衡常數為_______。V(H2)=_____mol/(L·min)。若保持體積不變，再充入2mulCO和1.5mol CH3OH，此時v(正)___ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

（2）在其他條件不變的情況下，再增加2molCO與5molH2，達到新平衡時，CO的轉化率____(填“增大”“減小”或“不變”)。

（3）下列不能說明該反應已達到平衡狀態的是__________

a.CH3OH的質量不變 b.混合氣體的平均相對分子質量不再改變

c.V逆(CO)=2V正(H2) d.混合氣體的密度不再發生改變

（4）在一定壓強下，容積為VL的容器充入amolCO與2amolH2,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p1_____p2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，△H_____0。該反應在_______(填“高溫”或“低溫”)下能自發進行。

（5）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.及時分離除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

（6）下面四個選項是四位學生在學習化學反應速率與化學反應限度以后,聯系化工生產實際所發表的看法，你認為不正確的是_______。

a.化學反應速率理論可指導怎樣在一定時間內快出產品

b.有效碰撞理論可指導怎樣提高原料的轉化率

c.勒夏特列原理可指導怎樣使用有限原料多出產品

d.正確利用化學反應速率和化學反應限度都可以提高化工生產的綜合經濟效益

Answer 1

【答案】 3 0.3 > 增大 cd 小于 小于 低溫 c b

【解析】（1）將2molCO與5molH2的混合氣體充入容積為2L的密閉容器中，經過5min后，反應達到平衡，根據化學方程式可以知道轉移電子4mol消耗CO物質的量為1mol，則此時轉移電子6mol，消耗CO物質的量=6/4×1=1.5 mol，結合化學平衡三段式列式計算

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）
起始量（mol） 2 5 0

變化量（mol） 1.5 3 1.5

平衡量（mol） 0.5 2 1.5

平衡濃度c（CO）=0.5/2=0.25mol/L, c（H2）=2/2=1 mol/L, c（CH3OH）=1.5/2=0.75 mol/L，平衡常數K=0.75/0.25×12=3；v(H2)=3/(2×5)=0.3 mol/(L·min)；若保持體積不變，再充入2molCO和1.5molCH3OH， 生成物濃度為（1.5+1.5）/2=1.5 mol/L，反應物濃度為c（CO）=（0.5+2）/2=1.25 mol/L， c（H2）=1 mol/L，計算此時濃度商Qc=1.5/1.25×12=1.2＜3， 說明平衡正向進行，此時v（正）＞v（負）；正確答案是：3；0.3；＞。

（2）在其它條件不變的情況下，再增加2molCO與5molH2，相當于增大壓強，CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），反應是氣體體積減小的反應，平衡正向進行，一氧化碳的轉化率增大；正確答案：增大。

（3）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H＜0，反應是氣體體積減小的放熱反應，反應達到平衡的標志是正逆反應速率相同，各組分含量保持不變，分析選項中變量不變說明反應達到平衡狀態；CH3OH的質量不變，物質的量不變，說明反應達到平衡狀態，a錯誤；反應前后氣體質量不變，反應前后氣體物質的量變化，當混合氣體的平均相對分子質量不再改變，說明反應達到平衡狀態，b錯誤；反應速率之比等于化學方程式計量數之比，等于正反應速率之比，2v正（CO）=v正（H2），當滿足2v逆（CO）=v正（H2）說明氫氣的正逆反應速率相同，反應達到平衡狀態，所以v逆（CO）=2v正（H2）不能說明反應達到平衡狀態，c正確；反應前后氣體質量不變，容器體積不變，混合氣體的密度始終不發生改變，不能說明反應達到平衡狀態，d正確；正確答案：c d；

（4）相同溫度下，同一容器中，增大壓強，平衡向正反應方向移動，則CO的轉化率增大，根據圖象知，p1小于p2，溫度升高一氧化碳轉化率減小，說明升溫平衡逆向進行，逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，△H＜0，CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）反應是氣體體積減小的反應，△S＜0，反應自發進行的判斷根據是△H-T△S＜0，滿足此關系低溫下能自發進行；正確答案是：小于；小于；低溫；

（5）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H＜0，反應是氣體體積減小的放熱反應，采取下列措施，其中能使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動；及時分離除CH3OH，減少生成物濃度，平衡正向進行，但反應速率減小，a錯誤；升高溫度，平衡逆向移動，b錯誤；增大H2的濃度，化學反應速率加快，平衡正向移動，c正確；選擇高效催化劑，化學反應速率加快，平衡不移動，d錯誤；正確答案：c。

（6）化學反應速率理論可指導怎樣在一定時間內快出產品，而化學平衡理論可指導怎樣使用有限原料多出產品，C錯誤，其余選項都是正確的，答案選C。