Question

【題目】如何降低大氣中的含量及有效地開發利用引起了全世界的普遍重視。目前工業上有一種方法是用來生產燃料甲醇。為探究該反應原理，進行如下實驗：在容積為1L的密閉容器中，充入和，在下發生發應，實驗測得和的物質的量濃度隨時間變化如下所示：

(1)從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率______。500℃達平衡時，的體積分數為______，如上圖是改變某條件時化學反應速率隨時間變化的示意圖，則該條件是______ 該反應的逆反應為______反應填“放熱”或“吸熱”

(2)500℃該反應的平衡常數為______保留兩位小數，若降低溫度到300℃進行，達平衡時，K值______填“增大”“減小”或“不變”．

(3)下列措施中能使的轉化率增大的是______．

A. 在原容器中再充入

B. 在原容器中再充入和

C. 在原容器中充入

使用更有效的催化劑

E. 將水蒸氣從體系中分離出

(4)500℃條件下，改變起始反應物的用量，測得某時刻、、和的濃度均為，則此時正______逆填“”“”或“”

(5)假定該反應是在恒容恒溫條件下進行，判斷該反應達到平衡的標志______．

A. 消耗同時生成1mol

混合氣體密度不變

C. 混合氣體平均相對分子質量不變

D.3v正(H2)=v逆(H2O)

E..不變

Answer 1

【答案】0.225mol/(L·min) 升高溫度 吸熱 5.33 增大 BE > CE

【解析】

根據速率之比等于化學計量數之比計算反應速率；根據平衡時各物質的濃度計算體積分數及平衡常數；根據平衡移動規律分析平衡的移動方向及判斷反應是否到達平衡狀態。

(1)v(CO2)==0.075mol/(L·min)，v(H2)=3v(CO2)=0.075mol/(L·min)×3=0.225mol/(L·min)；500℃達平衡時，n(CH3OH)=0.75mol/L×1L=0.75mol，n(H2O)=0.75mol，n(CO2)=0.25mol/L×1L=0.25mol，n(H2)=3mol-0.75mol×3=0.75mol，則的體積分數為 = ；如圖所示，正逆反應速率都增大，說明升高了反應溫度，且逆反應速率增大的更多，平衡向逆方向移動，根據勒夏特列原理分析得，該反應的逆反應為吸熱反應，故答案為：0.225mol/(L·min)；；升高溫度；吸熱；

(2)500℃該反應的平衡常數為K =5.33；降低溫度，平衡正方向移動，平衡常數增大，故答案為：5.33；增大；

(3)A. 在原容器中再充入1molCO2，平衡正方向移動，但的轉化率減小，故A不選；

B. 在原容器中再充入和，該反應為氣體體積較小的反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動，所以的轉化率增大，故B選；

C. 在原容器中充入，平衡不移動，所以的轉化率不變，故C不選；

使用更有效的催化劑，改變反應速率，但對平衡不影響，故D不選；

E. 將水蒸氣從體系中分離出，減小生成物濃度，平衡正向移動，故的轉化率增大，故E選，故答案為BE；

(4)、、和的濃度均為時，Qc=<K，平衡正向移動，則此時正)>v（逆）；

(5)A.消耗和生成1mol都表示正反應方向，故A不選；

混合氣體密度不變，該容器為恒容，所以氣體密度始終不變，故B不選；

C.混合氣體平均相對分子質量不變，該反應前后氣體的物質的量不同，則相對分子質量不變說明反應物生成物濃度不變，說明反應已達到平衡，故C選；

D.反應中，速率之比等于化學計量數之比，若v正(H2)=3v逆(H2O)，則說明反應達到平衡，故D不選；

E.不變，說明生成物和反應物物質的量之比不變，能說明反應物和生成物濃度不變，故E選，故答案為CE。