Question

甲醇可通過將煤氣化過程中生成的CO和H2在一定條件下，發(fā)生如下反應制得:CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。請根據(jù)圖示回答下列問題：

(1)從反應開始到平衡，用H2濃度變化表示平均反應速率v(H2)= ，CO的轉(zhuǎn)化率為 。

(2)該反應的平衡常數(shù)表達式為 ，溫度升高，平衡常數(shù) (填“增大”、“減小”或“不變”)。

(3)若在一體積可變的密閉容器中充入1 mol CO、2 mol H2和1 mol CH3OH，達到平衡時測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍，則加入各物質(zhì)后該反應向 (填“正”、“逆”)反應方向移動，理由是 。

 

Answer 1

(1)0.15 mol·L-1·min-1 75%

(2)K= 減小

(3)正 反應前后氣體總質(zhì)量不變，同溫、同壓下，達到平衡時，氣體密度增大，即氣體體積減小，平衡正移

【解析】(1)根據(jù)圖一可知，反應開始到達到平衡的過程中CO的濃度變化為0.75 mol·L-1,所以CO的反應速率為v(CO)=0.75 mol·L-1/10 min=0.075 mol·L-1·min-1，根據(jù)反應速率之比等于化學計量數(shù)之比可知，v(H2)=2v(CO)=2×0.075 mol·L-1·min-1=0.15 mol·L-1·min-1，CO的轉(zhuǎn)化率為0.75 mol·L-1/1.00 mol·L-1×100%=75%。

(2)該反應的平衡常數(shù)表達式為K=根據(jù)圖二可知，反應物的能量比生成物的能量高，所以正反應為放熱反應，升高溫度，平衡常數(shù)減小。

(3)因為反應物和生成物都是氣體，反應過程中質(zhì)量不變，氣體的密度ρ=m/V。密度增大，說明容器的體積減小，因為反應在恒壓的條件下進行，容器體積減小，說明反應后氣體的物質(zhì)的量減少，因為正反應方向是氣體物質(zhì)的量減少的反應，所以平衡向正反應方向移動。