分析 (1)①根據(jù)反應物和產(chǎn)物氣體系數(shù)和的大小可以判斷熵變符號;
②該反應為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小;
③A.升高溫度,化學反應速率加快,平衡逆向進行;
B.將CH3OH(g)從體系中分離,化學反應速率減慢,平衡正向移動;
C.充入He,使體系總壓強增大,體積不變,各組分濃度不變,所以化學反應速率不變,平衡不會移動;
D.再充入2mol CO和5mol H2,增大壓強,化學反應速率加快,平衡正向移動;
④化學反應達到化學平衡狀態(tài)時,正逆反應速率相等,且不等于0,各物質的濃度不再發(fā)生變化,由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化,以此進行判斷,得出正確結論;
(2)①根據(jù)CO的轉化率計算出各物質平衡時的物質的量;
②根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積進行計算;
③根據(jù)v=△c△t進行計算.
解答 解:(1)①該反應中,反應物的系數(shù)和大于產(chǎn)物氣體系數(shù)和,所以該反應是熵減的反應,熵變小于零,故答案為:<;
②該反應為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,故平衡常數(shù)K(T1)小于K(T2),故答案為:小于;
③A.升高溫度,化學反應速率加快,平衡逆向進行,會減小甲醇產(chǎn)率,故A錯誤;
B.將CH3OH(g)從體系中分離,化學反應速率減慢,平衡正向移動,提高甲醇的產(chǎn)率,故B錯誤;
C.充入He,使體系總壓強增大,體積不變,各組分濃度不變,所以化學反應速率不變,平衡不會移動,不會改變甲醇產(chǎn)率,故C錯誤;
D.再充入2mol CO和5mol H2,增大壓強,化學反應速率加快,平衡正向移動,有利提高甲醇的產(chǎn)率,故D正確;
故答案為:D;
④CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)
A.v生成(CH3OH)是正反應速率,v消耗(CO)也是反應速率,故不能說明達到平衡狀態(tài),故A錯誤;
B.密度=總質量體積,總質量不變,體積不變,故混合氣體的密度不變,故混合氣體的密度不再改變不能說明達到平衡狀態(tài),故B錯誤;
C.平均相對分子質量=總質量總物質的量,總質量不變,總物質的量會變,故混合氣體的平均相對分子質量不再改變說明達到平衡狀態(tài),故C正確;
D.CO與H2濃度比不再變化,說明達到平衡狀態(tài),故D正確;
故答案為:CD;
(2)①若溫度T2時,5min后反應達到平衡,CO的轉化率為75%,則反應的CO的物質的量為:2mol×75%=1.5mol,反應的氫氣的物質的量為:1.5mol×2=3mol,平衡時CO的物質的量為:2-1.5=0.5mol,氫氣的物質的量為5-3=2mol,甲醇的物質的量為1.5mol,故平衡時體系總的物質的量為0.5+2+1.5=4mol,
故答案為:4;
②平衡時CO的物質的量為0.5mol,氫氣的物質的量為2mol,甲醇的物質的量為1.5mol,則平衡常數(shù)K=c(CH3OH)c(CO)•c2(H2)=1.5100.510×210×210=75L2/mol2;
故答案為:75L2/mol2;
③反應的氫氣的物質的量為3mol,故v(H2)=3mol10L5min=0.06 mol•L-1•min-1,故答案為:0.06 mol•L-1•min-1.
點評 本題考查化學反應速率的影響因素及相關計算,化學平衡移動原理及平衡標志的判斷,化學平衡常數(shù)的相關計算等知識,難度中等,要注意平時基礎知識的積累.
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A. | 8倍 | B. | 12倍 | C. | 24倍 | D. | 64倍 |
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實驗步驟 | 實驗操作 | 預期現(xiàn)象與結論 |
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A. | 達平衡時,CH4(g)的轉化率為75% | |
B. | 0~10min內,v(CO)=0.075mol•L-1•min-1 | |
C. | 該反應的化學平衡常數(shù)K=O.1875 | |
D. | 當CH4(g)的消耗速率與H2(g)的消耗速率相等時,反應到達平衡 |
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A. | 5:6:7 | B. | 1:1:1 | C. | 4:8:5 | D. | 8:4:7 |
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ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 | |
2 | ⑥ | ⑦ | ||||||
3 | ① | ③ | ⑤ | ⑧ | ⑨ | ⑩ | ||
4 | ② | ④ |
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