Question

【題目】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(yīng)生成甲醇（催化劑為Cu2O/ZnO）：CO(g) ＋ 2 H2(g) CH3OH(g)，不同溫度時甲醇的物質(zhì)的量隨時間變化曲線如圖所示。根據(jù)題意完成下列各題：

（1）反應(yīng)達到平衡時，平衡常數(shù)表達式K ＝_______，升高溫度，K值____（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（2）500℃，從反應(yīng)開始到平衡，H2的反應(yīng)速率v(H2)＝_____mol·(L·min)－1。

（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(guān)該體系的說法正確的是____。

a 氫氣的濃度減小 b 正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率也加快c 甲醇的物質(zhì)的量增加 d 重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大 e 平衡常數(shù)K增大

（4）據(jù)研究，反應(yīng)過程中起催化作用的為Cu2O，反應(yīng)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(xué)方程式表示）。

Answer 1

【答案】 減小 bc Cu2O＋CO2Cu＋CO2

【解析】

（1）化學(xué)平衡常數(shù)是各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積之比；根據(jù)圖示，升高溫度，甲醇的物質(zhì)的量減小，說明平衡逆向移動；

（2）根據(jù) 計算從反應(yīng)開始到平衡H2的反應(yīng)速率；

（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，壓強增大，各物質(zhì)的濃度均增大，根據(jù)平衡移動原理分析；

（4）反應(yīng)體系中Cu2O與CO發(fā)生反應(yīng)Cu2O＋CO2Cu＋CO2。

（1）化學(xué)平衡常數(shù)是各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積之比，所以反應(yīng)CO(g) ＋ 2 H2(g) CH3OH(g)，平衡常數(shù)表達式K ＝；根據(jù)圖示，升高溫度，甲醇的物質(zhì)的量減小，說明平衡逆向移動，所以K值減小；

（2）500℃，達到平衡生成甲醇的物質(zhì)的量是n(B)，所以消耗氫氣的物質(zhì)的量是2n(B)；= mol·(L·min)－1= mol·(L·min)－1；

（3）a 、 對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，各物質(zhì)的濃度均增大，所以氫氣的濃度增大，故a錯誤；

b 、 對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，各物質(zhì)的濃度均增大，正逆反應(yīng)速率都加快，故b正確；

c 、 對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，壓強增大，平衡正向移動，甲醇的物質(zhì)的量增加，故c正確；

d、對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，壓強增大，平衡正向移動，n(H2)減小、n(CH3OH)增大，所以重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)減小，故d錯誤；

e 、溫度不變，平衡常數(shù)K不變，故e錯誤；答案為bc；

（4）反應(yīng)體系中Cu2O與CO發(fā)生反應(yīng)Cu2O＋CO2Cu＋CO2，反應(yīng)體系中含少量CO2，使上述平衡逆向移動，有利于維持催化劑Cu2O的量不變。