Question

一定條件下，在體積為3 L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）反應達到平衡時，平衡常數表達式K＝
               ，升高溫度，K值       （填“增大”、“減小”或“不變”）。
（2）在500℃，從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v(H₂)＝             
（3）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
（4）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）。

Answer 1

（1）K＝c(CH₃OH)/c(CO)·c²(H₂) 減小
（2）2n_B/3t_Bmol·(L·min)^－1
（3）b  c
（4）Cu₂O＋CO2Cu＋CO₂

此題主要考查了化學反應速率以及化學平衡。從圖像可知溫度高時平衡體系中甲醇含量減少，可以推出CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)反應放熱，因此溫度升高后，K值減小；從圖像可以看出在500℃t_B時刻達到平衡，此時甲醇物質的量為n_B,反應消耗氫氣物質的量為2n_B，可求出氫氣的平均反應速率為2n_B/3t_Bmol·(L·min)^－1；加壓時，反應物和生產物濃度均增大，正逆反應速率都加快，由勒夏特列原理可知，加壓時平衡又移，因此答案為bc；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維持Cu₂O的量不變。
【思路點撥】解化學平衡問題要求考生理解平衡移動原理，改變外界條件，可不等效的影響正、逆反應速率，從而使化學平衡發生移動。