Question

甲醇是一種很好的燃料，工業(yè)上可用多種原料通過不同的反應(yīng)制得甲醇。

（1）已知在常溫常壓下：

（2）工業(yè)上正在研究利用來生產(chǎn)甲醇燃料的方法，該反應(yīng)為：

在某溫度下，將6mol CO₂和8molH₂ 充入容積為2L的密閉容器中，8分鐘時(shí)達(dá)平衡狀態(tài)，H₂的轉(zhuǎn)化率為75%。請(qǐng)回答：

②用CH₃OH表示該反應(yīng)在0-8min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH₃OH)=____．

②此溫度下該反應(yīng)平衡常數(shù)K=____________mol;

③若在上述平衡體系中，再充入2mol H₂，反應(yīng)達(dá)到平衡后H₂的轉(zhuǎn)化率____________75%  （填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）一氧化碳與氫氣也可以合成甲醇：

①若該反應(yīng)在恒溫恒容條件下進(jìn)行，下列說法正確的是____；

a．若混合氣體的密度不再改變，說明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)

b．反應(yīng)達(dá)到平衡后，通入CH₃OH(g)使壓強(qiáng)增大，平衡向右移動(dòng)

c．反應(yīng)達(dá)到平衡后，通入氬氣使壓強(qiáng)增大，平衡向右移動(dòng)

d．反應(yīng)達(dá)到平衡后，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小

e．若使用催化劑，會(huì)改變反應(yīng)的途徑，但反應(yīng)的不變

②某溫度下，在一個(gè)容積為2L的密閉容器中進(jìn)行該反應(yīng)，已知此溫度下的平衡常數(shù)K=50L²/mol²，反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的物質(zhì)的量如下：

請(qǐng)比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大�。�（填“>”、“<”或“=”）

 

Answer 1

【答案】

（1）－1275.6  （2）① 0.125 mol/(L·min)  ②0.5   ③小于    （3）① d e   ② ＝

【解析】

試題分析：（1）將①×2+②-③×4得2CH₃OH（l）+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)ΔH={-442.8×2-566-(-44) ×4}KJ/mol=－1275.6 KJ/mol.

（2）①V（H₂）=ΔC（H₂）/Δt={（8mol÷2L）×75%}÷8min= 0.375 mol/(L·mol); 3V(CH₃OH)= V（H₂）,所以V(CH₃OH)=1/3 V（H₂）=0.375mol/(L·mol) ÷3= 0.125 mol/(L·min) . ②在反應(yīng)開始時(shí)C(CO₂)=3mol/L, C(H₂)=4mol/L,C(CH₃OH)=0,C(H₂O)=0.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，C(CO₂)=2mol/L, C(H₂)=1mol/L, C(CH₃OH) =1mol/L,C(H₂O)=1mol/L. 此溫度下該反應(yīng)平衡常數(shù)K={ C(CH₃OH)·C(H₂O)} ÷ { C(CO₂) · C(H₂)}={1×1} ÷{2×1}=0.5.③當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后若再充入2mol H₂，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，但平衡移動(dòng)消耗的H₂的物質(zhì)的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于投入量，所以 H₂的轉(zhuǎn)化率比75% 要小。即當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，加入反應(yīng)物，能使其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高，但它本身的轉(zhuǎn)化率反而降低。

 (3）①a由于該反應(yīng)是在恒溫恒容條件下進(jìn)行，無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡混合氣體的密度不會(huì)發(fā)生改變。錯(cuò)誤。b．反應(yīng)達(dá)到平衡后，通入CH₃OH(g)， CH₃OH(g)的濃度增大，平衡向左移動(dòng)。錯(cuò)誤。c．反應(yīng)達(dá)到平衡后，通入氬氣使壓強(qiáng)增大，由于反應(yīng)混合物個(gè)物質(zhì)的濃度沒變，所以平衡不移動(dòng)。錯(cuò)誤。d．反應(yīng)達(dá)到平衡后，升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向即平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小。正確。e．若使用催化劑，會(huì)改變反應(yīng)的途徑，反應(yīng)速率改變，但不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)。正確。選項(xiàng)為：d e.

②在某時(shí)刻C(CO)=0.2mol/L,C(H₂)=0.2mol/L,C(CH₃OH)=0.4mol/L. C(CH₃OH) ÷{ C(CO) ·C(H₂)} = 0.4mol/L ÷(0.2mol/L×(0.2mol/L)²)= 50L²/mol²=K.所以反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，此時(shí)V_正=V_逆

考點(diǎn)：考查外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響、平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、蓋斯定律的應(yīng)用等知識(shí)。