Question

【題目】甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料。工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。已知制備甲醇的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如下表所示：

（1）反應(yīng)②是 （填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。

（2）某溫度下反應(yīng)①中H2的平衡轉(zhuǎn)化率（a）與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖甲所示。則平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K（A） K（B）（填“>”“<”或“=”）。

（3）據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3= （用K1、K2表示）。500 ℃時(shí)測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻時(shí)，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的濃度（mol·L－1）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時(shí)v正 v逆 （填“ > ”“=”或“<”）。

（4）在3 L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②，已知c（CO） －t（反應(yīng)時(shí)間）變化曲線Ⅰ如圖乙所示，若在t0時(shí)刻分別改變一個(gè)條件，曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ和曲線Ⅲ。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ時(shí)，改變的條件是 ；當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅲ時(shí)，改變的條是 。

Answer 1

【答案】（每空兩分）（1）吸熱（2）=（3）K1K2；＞

（4）加入催化劑；將容器的體積（快速）壓縮至2L

【解析】

試題分析：（1）分析圖表數(shù)據(jù)，反應(yīng)②平衡常數(shù)隨溫度升高增大，平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；

（2）根據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨壓強(qiáng)變化分析，圖象中平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，壓強(qiáng)改變，溫度不變，所以平衡常數(shù)不變；

（3）根據(jù)反應(yīng)①+②得到反應(yīng)③，所以平衡常數(shù)K3=K1×K2；在500℃、2L的密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)③，測(cè)得某時(shí)刻H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的濃度（mol·L－1）0.8、0.1、0.3、0.15，則濃度熵Q＝＜K=2.5，反應(yīng)正向進(jìn)行，V正＞V逆；

（4）圖象分析曲線Ⅰ變化為曲線Ⅱ是縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，最后達(dá)到相同平衡狀態(tài)，體積是可變得是恒壓容器，說明改變的是加入了催化劑；當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅲ時(shí)一氧化碳物質(zhì)的量增大，反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，可變?nèi)萜髦袣怏w體積和濃度成反比，氣體物質(zhì)的量不變，曲線Ⅰ，體積為3L，一氧化碳濃度為3mol/L，改變條件不好為曲線Ⅱ，一氧化碳濃度為4.5mol/L，則體積壓縮體積為：3：V=4.5：3，V=2L，所以將容器的體積快速壓縮至2L符合。