Question

【题目】一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu2O/ZnO）：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。

根据题意完成下列各题：

（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝_______________，升高温度，K值_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）在500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝_____________。

（3）在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是_______：

a．氢气的浓度减少 b．正反应速率加快，逆反应速率也加快

c．甲醇的物质的量增加 d．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大

（4）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，原因是：_______________________（用化学方程式表示）。

Answer 1

【答案】K＝c(CH3OH)/［c(CO)·c2(H2)］ 减小 2nB/3tB　mol·(L·min)－1 b c Cu2O＋CO2Cu＋CO2

【解析】

（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝c(CH3OH)/［c(CO)·c2(H2)］。从图像可知，温度高时平衡体系中甲醇含量减少，可以推出CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)反应放热，因此温度升高后，K值减小。

（2）从图像可以看出在500℃tB时刻达到平衡，此时甲醇物质的量为nB,反应消耗氢气物质的量为2nB，可求出氢气的平均反应速率为2nB/3tBmol·(L·min)－1。

（3）在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，加压时，反应物和生产物浓度均增大，正、逆反应速率都加快，由勒夏特列原理可知，加压时平衡右移。

a．氢气的浓度增大，，a错误；

b．正反应速率加快，逆反应速率也加快，b正确；

c．平衡向右移动，甲醇的物质的量增加，c正确；

d．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)减小，d错误。

有关该体系的说法正确的是bc：

（4）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，一氧化碳与氧化亚铜反应生成铜和二氧化碳，根据平衡移动原理可知，少量二氧化碳的存在可以抑制该化学平衡向正向移动，用化学方程式表示为：Cu2O＋CO2Cu＋CO2。