Question

【題目】一定條件下，在體積為3L的密閉容器中化學反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)達到平衡狀態。

(1)該反應的平衡常數表達式K=______；根據圖，升高溫度，K值將______（填“增大”“減小”或“不變”）。

(2)500℃時，從反應開始達到化學平衡，以H2的濃度變化表示的化學反應速率是______(用nB、tB表示)。

(3)判斷該可逆反應達到化學平衡狀態的標志是_________(填字母，下同)。

a.v生成(CH3OH)=v消耗(CO)

b.混合氣體的密度不再改變

c.混合氣體的平均相對分子質量不再改變

d.CO、H2、CH3OH的濃度之比為1：2：1

(4)300℃時，將容器的容積壓縮到原來的，在其他條件不變的情況下，對平衡體系產生的影響是______(填字母)。

a.c(H2)減小

b.正反應速率加快，逆反應速率減慢

c.CH3OH的物質的量增加

d.重新平衡時減小

Answer 1

【答案】K= 減小 c cd

【解析】

(1)根據化學平衡常數的含義書寫表達式，結合溫度與平衡移動的關系分析K的變化規律；

(2)速率之比等于方程式的計量系數之比，先求出用甲醇表示的速率之比再根據速率之比等于方程式的計量系數之比求解；

(3)判斷可逆反應達到化學平衡狀態的標志，一個是“等”也就是正反應速率等于逆反應速率；一個是“定”也就是物質的百分含量等保持不變，抓住反應中時刻改變的量不變時，反應達到平衡；

(4)縮小容器的體積相當于加壓，平衡向系數減小的方向移動，然后根據平衡的移動分析求解。

(1)可逆反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化學平衡常數K=，從圖象可知溫度升高，CH3OH的平衡含量降低，說明升高溫度平衡逆向移動，因此該反應的化學平衡常數K值減��；

(2)v(CH3OH)=，由于同一反應用不同物質表示反應速率時，速率比等于化學方程式中的化學計量數的比，所以v(H2)=2v(CH3OH)=2×；

(3)a.都表示的正反應方向的速率關系不能判斷正逆反應速率是否相等，a錯誤；

b.ρ=，m是氣體的總質量，反應過程中始終保持不變，v是定值，所以ρ始終不變，不能用來判斷是否達到平衡，b錯誤；

c.M=，m是氣體的總質量，反應過程中始終保持不變，n是氣體的物質的量之和，反應前后氣體系數不同，故可根據物質的相對分子質量M可以用來判斷是否達到平衡，c正確；

d.各種物質的濃度之比等于方程式中相應物質的化學計量數之比時，反應可能處于平衡狀態，也可能未處于平衡狀態，這與反應開始時加入的物質的量的多少有關，因此不可以作為達到平衡的標準，d錯誤；

故合理選項是c；

(4)縮小容器的體積相當于加壓，平衡向系數減小的方向移動。

a.增大壓強，c(H2)應該先增大后減小，但是比原來的大，a錯誤；

b.縮小體積反應物、生成物濃度都增大，所以正、逆反應速率都增大，b錯誤；

c.縮小容器的體積相當于加壓，平衡向系數減小的方向移動，即向正方向移動，甲醇的物質的量增加，c正確；

d.化學平衡常數K=， =，縮小容器的體積，c(CO)濃度先是由于縮小容積而變大后由于平衡正向移動而變小，但是最終達到平衡時比原來的大，因為溫度不變所以不變，所以重新平衡時減小，d正確；

故合理選項是cd。