Question

一定條件下，在體積為3L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應生成甲醇（g）（催化劑為Cu₂O/ZnO）：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）在其他條件不變的情況下，將處于E點的體系的體積壓縮到原來的

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
（3）可逆反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）在恒容密閉容器中反應，達到平衡狀態(tài)的標志是：

 

①單位時間內生成2n molH₂的同時生成n mol CH₃OH
②單位時間內生成2n molH₂的同時，生成n mol CO
③用CO、H₂、CH₃OH 的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為1：2：1的狀態(tài)
④混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
⑤混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態(tài)．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據方程式和K的含義書寫；根據溫度對平衡的影響，判斷K的變化；
（2）縮小容器的體積相當于增大壓強，然后根據壓強對濃度、速率和化學平衡的影響來解答；
（3）反應到達平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，平衡時各物質的濃度、百分含量不變，可以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，由此進行判斷，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)．

解答： 解：（1）一氧化碳與氫氣反應生成甲醇的方程式為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），則K=

c(CH3OH)

c2(H2)?c(CO)

；300℃時甲醇的物質的量大，500℃時甲醇的物質的量小，說明升高溫度，平衡逆移，所以升高溫度K減小，
故答案為：

c(CH3OH)

c2(H2)?c(CO)

；減小；
（2）其他條件不變時，將處于E點的體系體積壓縮到原來的

1

2

，容器的體積減小，則壓強增大，正逆反應速率都增大，平衡向正向移動，甲醇的物質的量增多，氫氣的物質的量減小，但由于體積減小，平衡時氫氣的濃度反而增大，
a．平衡向正向移動，氫氣的物質的量減小，但由于體積減小，平衡時氫氣的濃度反而增大，故a錯誤；
b．其他條件不變時，將處于E點的體系體積壓縮到原來的

1

2

，容器的體積減小，則壓強增大，正逆反應速率都增大，故b正確；
c．平衡向正向移動，甲醇的物質的量增加，故c正確；
d．甲醇的物質的量增多，氫氣的物質的量減小，所以重新平衡時

n(H2)

n(CH3OH)

減��；
故答案為：bc；
（3）①單位時間內生成2n molH₂表示逆速率，生成n mol CH₃OH表示正速率，而且正逆速率之比等于計量數之比，說明反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
②單位時間內生成2n molH₂表示逆速率，生成n mol CO表示逆速率，都表示逆速率，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
③反應速率之比等于計量數之比，在反應開始后一直成立，則用CO、H₂、CH₃OH 的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為1：2：1，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
④氣體的體積不變，質量守恒，則混合氣體的密度始終不變，則氣體的密度不再改變時，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
⑤隨著反應進行氣體的物質的量減小，氣體的質量不變，則混合氣體的平均相對分子質量隨著反應進行逐漸增大，當混合氣體的平均相對分子質量不再改變時，說明反應達到平衡狀態(tài)，故正確．
故答案為：①⑤．

點評：本題考查化學平衡的影響因素和化學平衡的標志等問題，題目難度中等，注意外界條件對化學平衡移動的影響以及平衡狀態(tài)的判斷角度，側重于考查學生對化學平衡移動原理的應用能力．