Question

9、一定條件下，在體積為3L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應生成甲醇（催化劑為Cu₂O/ZnO）：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）
根據題意完成下列各題：
（1）在某溫度下，反應物的起始濃度分別為：
     c（CO）=1mol，L^-1，c（H₂）=2mol?L^-1； 達到平衡后，H₂的轉化率為60%，平衡常數K=    ，升高溫度，K值    （填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，下列有關該體系的說法正確的是   
a．氫氣的濃度減少        b．正反應速率加快，逆反應速率也加快
c．甲醇的物質的量增加    d．重新平衡時n（H₂）/n（CH₃OH）增大
（3）據研究，反應過程中起催化作用的為Cu₂O，反應體系中含少量CO₂有利于維持催化劑Cu₂O的量不變，原因是：     （用化學方程式表示）．
（4）反應過程中CO（g）、H₂（g）、CH₃OH（g）物質的量變化如圖所示，分別用A、B、C表示CO、H₂、CH₃OH，根據圖中所示判斷下列說法正確的是    ．
A．10～15min可能是加入了正催化劑
B．10～15min可能是降低了溫度
C．20min時可能是縮小了容器體積
D．20min時可能是增加了B的量．

Answer 1

【答案】分析：（1）達到平衡后，H₂的轉化率為60%，則轉化的氫氣為2mol?L^-1×60%=1.2mol?L^-1，以此求出各物質的濃度，根據平衡常數表達式計算；
（2）在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，則壓強增大，正逆反應速率都增大，平衡向正向移動，甲醇的物質的量增多，氫氣的物質的量減小，但由于體積減小，平衡時氫氣的濃度反而增大，根據濃度比值等于物質的量比值；
（3）在加熱條件下CO能還原Cu₂O使其減少，因此反應體系中含有少量二氧化有利于抑制反應向正反應方向移動，維持Cu₂O的量不變；
（4）10～15min之間各反應物的反應速率增大，可能是加入催化劑，20min時圖象中只有B增大，則可能是增加了B的量，
解答：解：（1）達到平衡后，H₂的轉化率為60%，則轉化的氫氣為2mol?L^-1×60%=1.2mol?L^-1，
           CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）
起始：1mol?L^-1 2mol?L^-1          0
轉化：0.6mol?L^-1 1.2mol?L^-1 0.6mol?L^-1
平衡：0.4mol?L^-1     0.8mol?L^-1      0.6mol?L^-1
k==2.34（mol/L）^-2，由圖象可知，升高溫度甲醇的物質的量減小，則該反應應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，K減小，
故答案為：2.34；減��；  
（2）在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，則壓強增大，正逆反應速率都增大，平衡向正向移動，甲醇的物質的量增多，氫氣的物質的量減小，但由于體積減小，平衡時氫氣的濃度反而增大，根據濃度比值等于物質的量比值，則有重新平衡時減小，即bC正確，故答案為：b c；   
（3）在加熱條件下CO能還原Cu₂O使其減少，因此反應體系中含有少量二氧化有利于抑制反應向正反應方向移動，維持Cu₂O的量不變，反應方程式為Cu₂O+CO2Cu+CO₂，
故答案為：Cu₂O+CO2Cu+CO₂；
（4）A、10～15min之間各反應物的反應速率增大，可能是加入催化劑，故A正確；
B、10～15min之間各反應物的反應速率增大，而降低溫度時反應速率減小，故B錯誤；
C、20min時如增大壓強，則各物質的濃度都應增大，而圖象中只有B增大，不可能是改變壓強，故C錯誤；
D、20min時圖象中只有B增大，則可能是增加了B的量，故D正確．
故答案為：A D．
點評：本題考查化學平衡移動及其計算，題目難度中等，本題注意外界條件對平衡移動的影響．