Question

（10分）一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu₂O/ZnO）：

CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)

   根据题意完成下列各题：

（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝                ，升高温度，K值        （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H₂)＝             

（3）在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是（填序号）       

a  氢气的浓度减少        b  正反应速率加快，逆反应速率也加快

c  甲醇的物质的量增加    d  重新平衡时n(H₂)/n(CH₃OH)增大

（4）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu₂O，反应体系中含少量CO₂有利于维持催化剂Cu₂O的量不变，原因是：                        （用化学方程式表示）

Answer

（10分） （每空2分）

（1）c(CH3OH)/c(CO)·c2(H2) ，减小

（2）2nB/3tBmol·(L·min)－1

（3） b  c  (漏选给1分，错选不给分）

（4）Cu2O＋CO2Cu＋CO2

【解析】（1）平衡常数是指在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以K＝c(CH3OH)/c(CO)·c2(H2)。根据图像可知，温度越高，甲醇的量越少，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应，平衡常数减小。

（2）根据图像可知，在500℃时，生成甲醇nB mol，则消耗氢气是2 nB mol，所以反应速率是2nB/3tBmol·(L·min)－1。

（3）反应是体积减小的，所以压缩体积，增大压强平衡向正反应方向移动，但达到新的平衡状态后氢气浓度仍然比原平衡大，a不正确，bc正确。氢气的物质的量减小，甲醇的物质的量增加，所以选项d不正确，答案选bc。

（4）由于在加热时CO能还原氧化亚铜生成铜和CO2，所以增大CO2浓度，能抑制反应的发生，方程式为Cu2O＋CO2Cu＋CO2。