Question

一定条件下，在体积为3L的密闭容器中发生反应CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)，CH₃OH的物质的量与时间变化图像如图：

（1）该反应的平衡常数表达式K=__；

（2）降低温度，K值将__(填“增大”、“减小”或“不变”)。

（3）若起始时加入1molCO和2molH₂，则达平衡时，CO和H₂的转化率之比为__。

（4）500℃时，从反应开始到达到化学平衡，以H₂的浓度变化表示的化学反应速率是__(用n_B，t_B表示)。

（5）判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是__(填字母，下同)。

a.CO的浓度不再变化

b.混合气体的密度不再改变

c.混合气体的平均摩尔质量不再改变

d.v_生成(CH₃OH)=v_消耗(CO)

（6）300℃时，将容器的容积压缩到原来的，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是__。

a.CH₃OH的物质的量增加

b.正反应速率加快，逆反应速率减慢

c.c(CO)和c(H₂)均减小

d.重新平衡时减小

Answer

增大 1：1 mol·L-1·min-1 ac ad

【解析】

(1)平衡常数表达式K的求算，直接套用公式；

(2)根据图像，温度升高，甲醇的物质的量减少，说明平衡逆向进行，所以该反应的正向是放热反应；

(3)反应CO：H2=1：2，加入1molCO和2molH2，如果消耗xmolCO，对应消耗2xmolH2，以此计算；

(4)根据物质变化的物质的量之比等于化学计量数之比，代入公式计算；

(5)在一定条件下，当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态，是化学平衡状态；

(6)根据化学平衡状态变化因素进行分析。

(1)平衡常数表达式K=，故答案为：；

(2)根据图像，温度升高，甲醇的物质的量减少，说明平衡逆向进行，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正向是放热反应，则降低温度，K值将增大，故答案为：增大；

(3)反应CO：H2=1：2，加入1molCO和2molH2，如果消耗xmolCO，对应消耗2xmolH2，CO和H2的转化率之比==1：1，故答案为：1：1；

(4)根据物质变化的物质的量之比等于化学计量数之比，500 ℃时，反应在tB达到平衡，生成甲醇nB moL,消耗氢气2nB，容器的体积为3L，以H2的浓度变化表示的化学反应速率是mol·L-1·min-1，故答案为：mol·L-1·min-1；

(5)在一定条件下，当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态，是化学平衡状态，a.CO的浓度不再变化，说明反应处于平衡状态，正确；b. 在恒容、密闭容器中，混合气体的密度始终不改变，错误；

c.混合气体的平均摩尔质量M=m/n，质量不变，平衡时，物质的量不再改变，则混合气体的平均摩尔质量不再改变，正确；d.v生成(CH3OH)=v消耗(CO) 反应速度的方向是相同的，错误；故答案为：ac；

(6) 300 ℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2，在其他条件不变的情况下，a. 平衡正向移动，CH3OH的物质的量增加，正确；b. 正逆反应速率都加快，错误；c. 器体积减小， c(CO)和c(H2)均增大，错误；d. 甲醇的物质的量增加，氢气的物质的量减少，浓度之比等于物质的量之比，重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小，正确；故答案为：ad。