Question

【題目】一定條件下，在體積為3 L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應生成甲醇（催化劑為Cu2O/ZnO）：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。

根據題意完成下列各題：

（1）反應達到平衡時，平衡常數表達式K＝_______________，升高溫度，K值_______（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（2）在500℃，從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v(H2)＝_____________。

（3）在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，下列有關該體系的說法正確的是_______：

a．氫氣的濃度減少 b．正反應速率加快，逆反應速率也加快

c．甲醇的物質的量增加 d．重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大

（4）據研究，反應過程中起催化作用的為Cu2O，反應體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變，原因是：_______________________（用化學方程式表示）。

Answer 1

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

【解析】

（1）反應達到平衡時，平衡常數表達式K＝c(CH3OH)/［c(CO)·c2(H2)］。從圖像可知，溫度高時平衡體系中甲醇含量減少，可以推出CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)反應放熱，因此溫度升高后，K值減小。

（2）從圖像可以看出在500℃tB時刻達到平衡，此時甲醇物質的量為nB,反應消耗氫氣物質的量為2nB，可求出氫氣的平均反應速率為2nB/3tBmol·(L·min)－1。

（3）在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，加壓時，反應物和生產物濃度均增大，正、逆反應速率都加快，由勒夏特列原理可知，加壓時平衡右移。

a．氫氣的濃度增大，，a錯誤；

b．正反應速率加快，逆反應速率也加快，b正確；

c．平衡向右移動，甲醇的物質的量增加，c正確；

d．重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)減小，d錯誤。

有關該體系的說法正確的是bc：

（4）據研究，反應過程中起催化作用的為Cu2O，反應體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變，一氧化碳與氧化亞銅反應生成銅和二氧化碳，根據平衡移動原理可知，少量二氧化碳的存在可以抑制該化學平衡向正向移動，用化學方程式表示為：Cu2O＋CO2Cu＋CO2。