Question

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)＝_____。[（用n(B)、t(B)表示]。

（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，则下列有关该体系的说法正确的是 ________

a．氢气的浓度减小        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，CO可能使催化剂中毒（失效），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

K＝ 减小 mol·(L·min)－1。 b、 c Cu2O＋CO2Cu＋CO2。

【解析】

（1）平衡常数是反应达到平衡时，各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；根据图像可知，升高温度，甲醇浓度减小，平衡逆向移动；（2）根据图示，500 ℃达到平衡状态，生成甲醇n(B)mol，则消耗氢气2n(B)mol，根据计算速率。（3）根据减压对反应速率、平衡限度的影响分析。（4）Cu2O与CO反应生成CO2，反应体系中含少量CO2可抑制Cu2O与CO反应。

（1）平衡常数是反应达到平衡时，各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数表达式是K＝；根据图像可知，升高温度，甲醇浓度减小，平衡逆向移动，所以升高温度，K值减小；（2）根据图示，500 ℃达到平衡状态，生成甲醇n(B)mol，则消耗氢气2n(B)mol， mol·(L·min)－1。（3）a．对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，各物质的浓度均增大，所以氢气的浓度增大，故a错误； b．对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，各物质的浓度均增大，所以正、逆反应速率均加快，故b正确； c．对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，压强增大，平衡正向移动，甲醇的物质的量增加，故c正确； d．对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，压强增大，平衡正向移动，重新平衡时，n(H2)减小、n(CH3OH)增大，所以n(H2)/n(CH3OH)减小，故d错误。（4）Cu2O＋CO2Cu＋CO2，反应体系中含少量CO2可抑制Cu2O与CO反应。