Question

工业上通常采用CO(g)和H₂(g)催化合成甲醇CH₃OH(g)。

(1)在—定温度和压强下，CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g) ΔH＝-128.8 kJ/mol。若将10a mol CO和20a mol H₂放入2 L的密闭容器中，充分反应后测得CO的转化率为60%，则该反应的平衡常数为____________(用含a的代数式表示)。若此时再向该容器中投入10a mol CO、20a mol H₂和10a mol CH₃OH(g)，判断平衡移动的方向是____________(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)；与原平衡相比，CO的物质的量浓度____________(填“增大”、“不变”或“减小”)。

(2)判断该反应达到平衡状态的依据是____________(填字母序号)。

A．混合气体的密度不变

B．混合气体的平均相对分子质量不变

C．2v_逆(H₂)＝v_正(CO)

D．容器内CO、H₂、CH₃OH的浓度之比为1∶2∶1

E．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化

(3)一定条件下，在容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1 mol CO、 2 mol H2	1 mol CH3OH	2 mol CH3OH
平衡 时数据	反应能量变化的绝对值(kJ)	a	b	c
反应物转化率	α1	α2	α3

则a＋b＝________；a₁＋a₃________1(填“<”、“>”或“＝”，)。

Answer

(1)；正向移动；增大；

(2)BE；(3)128.8；<

【解析】

试题分析：(1) CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

开始(mol) 10a 20a 0

反应 6a 12a 6a

平衡 4a 8a 6a

该反应的平衡常数K==，再向该容器中投入10a mol CO、20a mol H2和10a mol CH3OH(g)，Qc=＜，反应向正反应方向进行，重新平衡后，原平衡相比，各种物质的浓度均比原来要大，故答案为：；正向移动；增大；

(2)A．该反应中气体的质量和体积均不变，混合气体的密度始终不变，不能判断是否达到平衡状态，错误；B．该反应属于气体的物质的量变化的反应，气体的质量不变，当混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的物质的量不变，能够说明达到平衡状态，正确；C．2v逆(H2)＝v正(CO)，不是正反应速率不等于逆反应速率，不是平衡状态，错误；D．容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1∶2∶1，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能判断是否达到平衡状态，错误；E．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，能够说明达到平衡状态，正确；故选BE；

(3)根据表中数据，甲与乙等效，则a＋b=128.8 kJ，a1＋a2=1，丙相当于乙平衡后加压，平衡正向移动，因此a2＞a3，a1＋a3＜1，故答案为：128.8；<。

考点：考查了化学平衡常数的计算、平衡状态的判断、等效平衡的相关知识。