问题 填空题

工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。

  

(1)图1是表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)=                  ; H2的平衡转化率为_________________________。

(2)图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,曲线b表示使用催化剂后的能量变化。写出反应的热化学方程式                        

(3)该温度下,反应平衡常数K=______________(填数值),温度升高,平衡常数K_________(填“增大”、“不变”或“减小”)。

(4)恒容条件下,下列措施中能使反应体系中增大的措施有               

a.升高温度         b.充入He气        c.再充入2 molH2      d.使用催化剂

答案

(11分)

(1)0.075mol·L-1·min-1(2分)    0.75(或75%)(2分)

(2)CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-91 kJ·mol-1(2分)

(3)4 mol-2·L-2(2分)  减小 (1分)

(4)C(2分)

题目分析:(1)由图可知,CO浓度变化量为1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L,△t=10min,则v(CO)=0.75mol/L÷10min=0.075mol/(L•min),氢气的平衡转化率为1.5/2=0.75。

(2)反应物的总能量为419kJ,生成物的总能量为510kJ,则该反应为放热反应,放出的热量为419kJ-510kJ=91kJ,热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-91 kJ/mol,该反应使用催化剂,只能改变反应的途径降低反应所需的活化能,而不能改变反应热,故答案为:放热;CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-91 kJ/mol;不能;

(3)           CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)

初始浓度(mol/L):  1     2       0

转化浓度(mol/L): 0.75    1.5    0.75

平衡浓度(mol/L): 0.25    0.5      0.75

平衡常数K="0.75/(0.75" ×0.52 )=4mol-2·L-2

因该反应为放热反应,则升高温度,化学平衡逆向移动,K值减小;

(4)使增大,化学平衡应正向移动,但升高温度时化学平衡逆向移动,恒容条件下充入He气化学平衡不移动,使用催化剂化学平衡不移动,在恒容条件下再充入1molCO和2molH2,压强增大,化学平衡正向移动,符合题意,故c正确,故答案为:c。

单项选择题
单项选择题 A1型题