Question

17．甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景，請回答下列問題：
一定溫度下，在一恒容的密閉容器中，由CO和H₂合成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
①下列情形不能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是D（填序號）．
A．每消耗1mol CO的同時生成2molH₂B．混合氣體總物質的量不變
C．CH₃OH、CO、H₂的濃度都不再發(fā)生變化D．生成CH₃OH的速率與消耗CO的速率相等
②CO的平衡轉化率（α）與溫度、壓強的關系如圖所示．A、B兩點的平衡常數(shù)K（A）=K（B）（填“＞”、“=”或“＜”）．
③某溫度下，將2.0mol CO和6.0molH₂充入2L的密閉容器中，達到平衡時測得c（CO）=0.25mol/L，CO的轉化率=75%，此溫度下的平衡常數(shù)K=1.3 （保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 ①達到化學平衡時，正逆反應速率相等，各個組分的濃度不隨著時間的變化而變化，根據(jù)化學平衡的特征，由此衍生出的一系列物理量都不變，據(jù)此來判斷；
②化學反應的平衡常數(shù)隨著溫度的變化而變化；
③根據(jù)化學反應三行式來計算轉化率和平衡常數(shù)．

解答 解：A．每消耗1molCO的同時生成2molH₂，能證明正逆反應速率是相等的，故A錯誤；
B、該反應是一個前后氣體系數(shù)和變化的反應，當混合氣體總物質的量不變，達到額化學平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．CH₃OH、CO、H₂的濃度都不再發(fā)生變化，是化學平衡狀態(tài)的特征，故C錯誤；
D．生成CH₃OH的速率與消耗CO的速率相等，不能證明正逆反應速率是相等的，此時不一定達到化學平衡，故D正確．
故選D；
②根據(jù)圖中CO的平衡轉化率（α）與溫度、壓強的關系，A、B兩點的溫度是一樣的，所以平衡常數(shù)相等，故答案為：=；
③將2.0mol CO和6.0mol H₂充入2L的密閉容器中，充分反應后，達到平衡時測得c（CO）=0.25mol/L，則
        CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）
初始濃度：1.0    3.0        0
變化濃度：0.75    1.5       0.75
平衡濃度：0.25    1.5       0.75
CO的轉化率$\frac{0.75}{1}$×100%=75%，此溫度下的化學平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•c（{H}_{2}）^{3}}$=$\frac{0.75}{0.25×1．{5}^{2}}$≈1.3，故答案為：75%，1.3．

點評 本題考查化學平衡狀態(tài)的判斷、化學反應速率以及化學平衡常數(shù)、轉化率是現(xiàn)在考試的熱點，注意三行式在計算中的應用，難度不大．