Question

（2015秋•青岛校级月考）已知在1273K时发生反应

Fe（s）+H₂O（g）⇌FeO（s）+H₂（g）；现在固定容积为2.0L的密闭容器中进行该反应，试解答下列问题：

（1）其他条件不变，缩小该容器体积，反应速率          （填“增大”、“减小”或“不变”）

（2）若降温后H₂的百分含量减少，则正反应是         反应（选填“吸热”、“放热”）．

（3）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是         ；

a．混合气体的压强保持不变

b．H₂的浓度不再改变

c．消耗H₂O的物质的量与生成H₂的物质的量之比为1：1

d．Fe、H₂O、FeO、H₂的物质的量之比为1：1：1：1

（4）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：

①2H₂（g）+CO（g）═CH₃OH（g）；△H=﹣90.8kJ•mol^﹣1

②2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）；△H=﹣23.5kJ•mol^﹣1

③CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）；△H=﹣41.3kJ•mol^﹣1

总反应：3H₂（g）+3CO（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂ （g）的△H=            ；

一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是           （填字母代号）．

a．高温高压   b．加入催化剂 c．减少CO₂的浓度  d．增加CO的浓度    e．分离出二甲醚

Answer

（1）增大；（2）吸热；（3）b（4）﹣246.4 kJ•mol﹣1；c、e．

【解析】（1）其他条件不变，缩小该容器体积，各组分浓度变大，浓度越大速率越快，

（2）若降温后H2的百分含量减少，说明平衡逆向移动，则逆反应是放热反应，正反应为吸热反应，

（3）a．混合气体的压强保持不变，未平衡时就是不变的量，不能作为平衡的标志，故a不选；

b．H2的浓度不再改变，说明正逆反应速率相等，达平衡状态，故选b；

c．消耗H2O的物质的量与生成H2的物质的量之比为1：1，未平衡时就是相等的，不能作为平衡状态的标志，故c不选；

d．Fe、H2O、FeO、H2的物质的量之比为1：1：1：1，不代表不变，故不能作为平衡状态的标志，故d不选；

（4）①2H2（g）+CO（g）⇌CH3OH（g）△H=﹣90.8kJ•mol﹣1

②2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=﹣23.5kJ•mol﹣1

③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H=﹣41.3kJ•mol﹣1

由盖斯定律②+③+①×2得到3H2（g）+3CO（g）⇌CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=﹣246.4 kJ•mol﹣1，

一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，反应是放热反应，反应前后气体体积减小的反应，要提高CO的转化率，平衡正向进行，

a．压缩体积，压强增大平衡正向进行，一氧化碳转化率增大，温度升高，平衡向吸热的逆向移动，一氧化碳转化率减小，故a不符合；

b．加入催化剂，改变反应速率不改变化学平衡，转化率不变，故b不符合；

c．减少CO2的浓度，减少生成物浓度平衡正向进行，一氧化碳转化率增大，故c符合；

d．增加CO的浓度，提高氢气转化率，一氧化碳转化率减小，故d不符合；

e．分离出二甲醚（CH3OCH3），平衡正向进行，一氧化碳转化率增大，故e符合；

【点评】本题考查化学反应速率和化学平衡移动的相关知识，运用浓度商判断化学反应是否达平衡状态，难度不大．