问题 问答题

(1)在一定条件下,容积为100L密闭容器中发生反应:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g);△H>0

将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入该密闭容器l0min时有0.1molCO生成,则10min内该反应的平均速率v(H2)______.

(2)在压强为0.1MPa条件下,容积为VL某密闭容器中amolCO与2amolH2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g);CO的转化率与温度、压强的关系如图所示.

①该反应的△H______(填“<”、“>”或“=”).

②100℃时该反应的平衡常数K=______(用含a、V的代数式表示).

③在温度容积不变的情况下,向该密闭容器再增加amolCO与2amolH2,达到新平衡时,CO的转化率______(填“增大”、“减小”或“不变”),平衡常数______(填“增大”、“减小”或“不变”).

答案

(1)l0min时有0.1molCO生成,所以v(CO)=

0.1mol
100L
10min
=0.0001mo1•L-1•min-1.速率之比等于化学计量数之比,所以v(H2)=3v(CO)=3×0.0001mo1•L-1•min-1=0.0003mo1•L-1•min-1

故答案为:0.0003mo1•L-1•min-1

(2)①由图可知,压强不变,温度越高CO的转化率越低,故温度升高平衡向逆反应方向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,所以正反应为放热反应,即△H<0.

故答案为:<.

②100℃,平衡时CO的转化率为0.5,所以参加反应的CO的物质的量为0.5amol.

对于反应 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);

开始(mol):a 2a 0

变化(mol):0.5a a0.5a

平衡(mol):0.5a a 0.5a

所以平衡时 CO的浓度为

0.5amol
vL
=
a
2v
mol/L,H2的浓度为
amol
vL
=
a
v
mol/L,CH3OH的浓度为
0.5amol
vL
=
a
2v
mol/L.

100℃时该反应的平衡常数k=

c(CH3OH)
c(CO)•c2(H2)
=
a
2v
a
2v
×(
a
v
)
2
=
v2
a2

故答案为:

v2
a2

③温度容积不变,向该密闭容器再增加amolCO与2amolH2,等效为开始加入2amolCO与4amolH2,体积扩大1倍,平衡后增大压强,再压缩恢复到原来体积,增大压强平衡向体积减小的方向移动.该反应为气体体积减小的反应,故向正反应移动,CO转化率增大.

平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变.

故答案为:增大;不变.

名词解释
问答题 案例分析题