Question

（14分）工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應(yīng)合成甲醇：

   

    （1）判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是（填字母序號，下同）__________。

    A. 生成的速率與消耗的速率相等

B. 混合氣體的密度不變

C. 混合氣體的相對平均分子質(zhì)量不變

D. 、、的濃度都不再發(fā)生變化

E. 氣體的壓強不再改變

    （2）下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）。

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

    ①由表中數(shù)據(jù)判斷該反應(yīng)的△H__________0（填“>”、“=”或“<”）；

②某溫度下，將和充入的密閉容器中，充分反應(yīng)后，達到平衡時測得，則CO的轉(zhuǎn)化率為__________，此時的溫度為__________。

（3）要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是__________。

a. 升溫     b. 加入催化劑       c. 增加CO的濃度

d. 恒容下加入    使壓強變大  e. 恒容下加入惰性氣體使壓強變大 f. 分離出甲醇

（4）在250℃時，某時刻測得該溫度下的密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度見下表:

CO
0.5 mol·L—1	2mol·L—1	6mol·L—1

此時反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系是：v_（正）    v_（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）。

（5）如圖1所示，甲為恒容密閉容器，乙為恒壓密閉容器。在甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的H₂和CO，使甲、乙兩容器初始容積相等。在相同溫度下發(fā)生上述反應(yīng)，并維持反應(yīng)過程中溫度不變。已知甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的圖像如圖2所示，請在圖2中畫出乙容器中CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的圖像。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）CDE（2分）

       （2）①<（2分）②80%

（2分）250℃（2分）

       （3）df（2分）      

（4）小于（2分）

（5）（2分）

【解析】（1）A中的速率方向是相同的，不能說明。混合氣的密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中，均是不變的，即混合氣的密度也是不變的�；旌蠚怏w的相對平均分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，氮總的物質(zhì)的量是變化的，所以當混合氣體的相對平均分子質(zhì)量不變時可以說明。濃度不再發(fā)生變化，就說明正逆反應(yīng)速率相等，可以說明。反應(yīng)前后體積變化，所以壓強在反應(yīng)過程中是變化的，E可以說明。

（2）升高溫度，平衡常數(shù)減小，說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，即正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H小于0。

起始量（mol）              2        6             0

轉(zhuǎn)化量（mol）             1.6       3.2           1.6

平衡量（mol）             0.4       2.8           1.6

所以CO的轉(zhuǎn)化率是

平衡常數(shù)為

所以溫度是250℃

（3）因為反應(yīng)是體積增大的、放熱的可逆反應(yīng)，所以升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，轉(zhuǎn)化率降低。催化劑不能影響平衡，轉(zhuǎn)化率不變。增加CO的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，但CO的轉(zhuǎn)化率降低。增大氫氣濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大。恒容下加入惰性氣體使壓強變大，但反應(yīng)物的濃度并沒有變化，平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變。分離出甲醇，平衡向正反應(yīng)方向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大。答案選df。

（4）此時＞2.041，所以反應(yīng)選逆反應(yīng)方向移動，即正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率。

（5）反應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng)，所以在反應(yīng)過程中，加中壓強減小，而乙中壓強是不變的。壓強大，反應(yīng)速率快，到達平衡的時間短、壓強大，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動，CO的轉(zhuǎn)化率大，所以圖像為。