Question

【題目】工業上用CO生產燃料甲醇。一定條件下發生反應：CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) 。

（1）甲圖是反應時CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化情況。從反應開始到平衡，用CO濃度變化表示平均反應速率v(CO)=________molL-11min-1。

（2）乙圖表示該反應進行過程中能量的變化。曲線a表示不使用催化劑時反應的能量變化，曲線b表示使用催化劑后的能量變化。反應的焓變是__________(填“△H<0”或“△H>0”)反應，寫出該反應的熱化學方程式：__________；

（3）該反應平衡常數K的表達式為____，溫度升高，平衡常數K________(填“增大”、“不變”或“減小”)。

（4）下列措施能加快反應速率的是__________。

A 升高溫度 B 增大容器的容積 C 再充入0.1molCO D 及時分離出CH3OH

（5）下列能說明反應達到平衡狀態的是__________。

A 體系壓強保持不變 B 混合氣體總質量保持不變

C H2和CO的濃度相等 D 每消耗1 mol CO的同時生成1 mol CH3OH

Answer 1

【答案】0.075 <0 CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) =-91 kJ/mol 減小 AC A

【解析】

（1）由圖甲可知，該反應在10min后處于平衡狀態，故從反應到平衡時，v(CO)===0.075mol·L-1·min-1；

（2）由圖乙可知，反應物總能量較生成物總能量高，故該反應正向為放熱反應，即反應的焓變<0；由圖可知，該反應的焓變=（419-510）kJ/mol=-91 kJ/mol，故該反應的熱化學方程式為：CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) =-91 kJ/mol；

（3）根據平衡常數表達式定義，寫出其平衡常數K=；該反應為放熱反應，升高溫度，平衡將逆向移動，平衡常數將減小；

（4）A、升高溫度能夠增加活化分子數以及提高有效碰撞頻率，化學反應速率加快，符合題意；

B、增大容器體積，活化分子之間的有效碰撞幾率將減小，化學反應速率將減小，不符合題意；

C、再沖入0.1molCO，容器內活化分子數增加，有效碰撞幾率增加，化學反應速率將增大，符合題意；

D、及時分離出CH3OH，使反應物分壓減小，化學反應速率將減小，不符合題意；

故答案為AC；

（5）A、恒溫恒容下，氣體的物質的量之比與壓強呈正比，該反應為氣體非等體積反應，未達到平衡時，氣體總物質的量會發生變化，即壓強也會變化，當體系內壓強保持不變時，可說明反應達到平衡狀態，故A符合題意；

B、該反應中物質均為氣體，根據質量守恒可知在反應過程中，氣體總質量不會改變，故氣體總質量不變不能說明反應達到了平衡狀態，故B不符合題意；

C、平衡時反應物濃度與其起始濃度和轉化率有關，因此當H2和CO的濃度相等時，反應不一定處于平衡狀態，故C不符合題意；

D、根據化學反應物質轉化關系可知，任意時刻每消耗1 mol CO的同時一定會生成1 mol CH3OH，故D不符合題意；

故答案為A。