Question

【題目】工業(yè)上通常采用CO(g)和H2(g)催化合成甲醇CH3OH(g)。

(1)在—定溫度和壓強下，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝－128.8 kJ/mol。若將10a mol CO和20a mol H2放入2 L的密閉容器中，充分反應(yīng)后測得CO的轉(zhuǎn)化率為60%，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________(用含a的代數(shù)式表示)。若此時再向該容器中投入10a mol CO、20a mol H2和10a mol CH3OH(g)，判斷平衡移動的方向是________(填“正向移動”、“逆向移動”或“不移動”)；與原平衡相比，CO的物質(zhì)的量濃度________(填“增大”、“不變”或“減小”)。

(2)判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是________(填字母序號)。

a．混合氣體的密度不變 b．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變 c．2v逆(H2)＝v正(CO) d．容器內(nèi)CO、H2、CH3OH的濃度之比為1∶2∶1 e．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化

Answer 1

【答案】 正向移動 增大 be

【解析】

（1）起始時CO為10a mol，轉(zhuǎn)化率為60%，所以反應(yīng)的CO為6a mol，用三段式求平衡常數(shù)：

容器體積為2L，所以平衡時CO、H2、CH3OH的濃度分別為2a mol/L、4a mol/L、3a mol/L，則則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為L2/mol2。若此時再向該容器中投入10a mol CO、20a mol H2和10a mol CH3OH(g)，CO、H2、CH3OH的物質(zhì)的量分別為14a mol、28a mol、16a mol，濃度為7a mol/L、14a mol/L、8a mol/L，計算此時的＜，所以平衡正向移動；由于加入了CO，而容器體積不變，所以與原平衡相比，CO的物質(zhì)的量濃度增大了；故答案為：，正向移動，增大；

（2）a．混合氣體的密度等于混合氣的總質(zhì)量除以容器的體積，由于反應(yīng)物和生成物都是氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒，混合氣的總質(zhì)量是不變的，容器體積一定，所以混合氣的密度一直不變，所以密度不變不能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；

b．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量等于總質(zhì)量除以總物質(zhì)的量，總質(zhì)量是不變的，但總物質(zhì)的量在未平衡前是減小的，故當(dāng)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化時，反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)；

c．用H2和CO表示的正逆反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)之比時，可以說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，應(yīng)為v逆(H2)＝2v正(CO)；

d．容器內(nèi)CO、H2、CH3OH的濃度之比等于方程式的化學(xué)計量數(shù)之比和是否平衡無關(guān)，故容器內(nèi)CO、H2、CH3OH的濃度之比為1∶2∶1不能說明反應(yīng)達到平衡；

e．各物質(zhì)的濃度不再變化可以說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故當(dāng)CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化可以說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)；

故選be。