Question

工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應(yīng)合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
（1）判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是（填字母序號，下同）

CD

．
A．生成CH₃OH的速率與消耗CO的速率相等
B．混合氣體的密度不變
C．混合氣體的相對平均分子質(zhì)量不變
D．CH₃OH、CO、H₂的濃度都不再發(fā)生變化
（2）下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）．

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①由表中數(shù)據(jù)判斷該反應(yīng)的△H

＜

0（填“＞”、“=”或“＜”）；
②某溫度下，將2molCO和6molH₂充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)后，達到平衡時測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為

80%

，此時的溫度為

250℃

．
（3）要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是

df

．
a．升溫        b．加入催化劑        c．增加CO的濃度
d．加入H₂加壓e．加入惰性氣體加壓    f．分離出甲醇．

Answer 1

分析：（1）可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析；
（2）①升高溫度，可逆反應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動，根據(jù)平衡常數(shù)與溫度變化關(guān)系確定焓變；
②轉(zhuǎn)化率=

n(CO)(反應(yīng))

n(CO)(反應(yīng)開始)

×100%，根據(jù)平衡濃度計算出平衡常數(shù)來確定溫度；
（3）要提高CO的轉(zhuǎn)化率，必須使可逆反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動．

解答：解：（1）A．無論反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，生成CH₃OH的速率與消耗CO的速率始終相等，所以不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故錯誤；
B．混合物的質(zhì)量始終不變，容器的體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，所以不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故錯誤；
C．反應(yīng)前后，混合氣體的物質(zhì)的量改變，氣體的質(zhì)量不變，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，混合氣體的相對平均分子質(zhì)量不變，所以能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故正確；
D．反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，CH₃OH、CO、H₂的濃度都不再發(fā)生變化，所以能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故正確；
故選CD；
（2）①升高溫度，平衡向吸熱方向移動，根據(jù)表格知，溫度越高，化學(xué)平衡常數(shù)越小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即△H＜0，
故答案為：＜；
②平衡時一氧化碳的物質(zhì)的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，轉(zhuǎn)化率=

n(CO)(反應(yīng))

n(CO)(反應(yīng)開始)

×100%=

(1-0.4)mol

2mol

×100%=80%，
         CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）單位為mol/L
反應(yīng)開始 1mol/L  3mol/L      0      
反應(yīng)    0.8mol/L 1.6mol/L    0.8mol/L
平衡    0.2mol/L 1.4mol/L   0.8mol/L
平衡常數(shù)K=

0.8mol/L

0.2mol/L．(1.4mol/L)2

=2.04，所以是250℃；
故答案為：80%；250℃；
（3）a．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，故錯誤；        
b．催化劑對平衡移動無影響，故錯誤；        
c．增加CO的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，但CO的轉(zhuǎn)化率降低，故錯誤；
d．加入H₂加壓，平衡向正反應(yīng)方向移動，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，故正確；
e．加入惰性氣體加壓，參加反應(yīng)的氣體壓強不變，平衡不移動，故錯誤；    
f．分離出甲醇，平衡向正反應(yīng)方向移動，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，故正確；
故選df．

點評：本題考查了影響化學(xué)平衡移動的因素、平衡狀態(tài)的判斷等知識點，易錯選項是（3）C，注意加入CO雖然能使平衡向正反應(yīng)方向移動，但一氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低，為易錯點．