Question

（14分）

甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇：2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) 下表為不同溫度下的平衡常數(shù)(K)

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K= ，ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。

（2）將1 mol的H2 和 1 mol 的 CO充入 1 L 恒容密閉反應(yīng)器中，達到平衡后，容器內(nèi)的壓強為開始時的60%，求CO的平衡轉(zhuǎn)化率（寫出計算過程）。

（3）300℃時，將容器的容積壓縮到原來的1/2，在其他條件不變的情況下，對平衡體系產(chǎn)生的影響是

（填字母）。

A．c（H2）減少

B．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢

C．CH3OH 的物質(zhì)的量增加

D．重新平衡時c(H2)/ c(CH3OH)減小

（4）其他條件相同時，在上述三個溫度下分別發(fā)生該反應(yīng)。300℃時，H2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化如圖所示，請補充完成350℃時H2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化示意圖。

 

 

Answer 1

（1）K=；< 。

（2）c(H2)=c(CO)=1mol/L,恒容密閉反應(yīng)器中，氣體的總體積之比與壓強成正比，設(shè)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為x,利用三段式可求：

2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g)

起始（mol/L） 1 1 0

轉(zhuǎn)化（mol/L） 2x x x

平衡（mol/L） 1-2x 1-x x

根據(jù)容器內(nèi)的壓強為開始時的60%可知：，求得：x=40% 。

（3）ACD

（4）

【解析】

試題分析：（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=，根據(jù)表中信息可知，升高溫度，平衡常數(shù)K減小，則反應(yīng)物的濃度增大，生成物的濃度減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，則反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0。

（2）c(H2)=c(CO)=1mol/L,恒容密閉反應(yīng)器中，氣體的總體積之比與壓強成正比，設(shè)CO的平衡轉(zhuǎn)化率為x,利用三段式可求：

2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g)

起始（mol/L） 1 1 0

轉(zhuǎn)化（mol/L） 2x x x

平衡（mol/L） 1-2x 1-x x

根據(jù)容器內(nèi)的壓強為開始時的60%可知：，求得：x=40% 。

（3）300℃時，將容器的容積壓縮到原來的1/2，在其他條件不變的情況下，增大壓強，正、逆反應(yīng)速性 率都加快，平衡向正反應(yīng)方向移動，則n（H2）減少但體積減小一半，故c（H2）增大，A正確， B錯誤；CH3OH 的物質(zhì)的量增加，C正確；平衡向正反應(yīng)方向移動，重新平衡時c(H2)/ c(CH3OH)減小，D正確，故選ACD。

（4）該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動，H2的轉(zhuǎn)化率降低，因此350℃時H2的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化示意圖如下：

考點：考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的應(yīng)用及平衡常數(shù)的計算。