Question

【題目】甲醇是一種可再生能源，具有開(kāi)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(lái)合成甲醇(于固定容器中進(jìn)行)：2H2(g) + CO(g)CH3OH(g)

(1)下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)

①該反應(yīng)的熵變△S 0(填：“<，>，=”)。該反應(yīng)在 (填：高溫或低溫)條件下能自發(fā)進(jìn)行。

②要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是_____________(填序號(hào))。

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

(2)如圖表示在溫度分別為T(mén)1、T2時(shí)，平衡體系中H2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線，A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率A__________C(填“＞”、“＝”或“＜”，下同)，A、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)A___________C，由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可采用___________的方法(填“升溫”或“降溫”)。

Answer 1

【答案】(1) ①<；低溫② d f ；(2)＜；=；升溫

【解析】

試題分析：(1) ①由于該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，因此是熵減反應(yīng)，故熵變△S<0；由于升高溫度，平衡常數(shù)減小，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，因此該反應(yīng)正向放熱，即△H＜0，根據(jù)復(fù)合判據(jù)△G=△H-T△S＜0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，因此該反應(yīng)在低溫條件下能自發(fā)進(jìn)行；②a.由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此升溫平衡逆向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率降低，a錯(cuò)誤；b.加入催化劑能提高反應(yīng)速率，但是平衡不移動(dòng)，不能提高CO的轉(zhuǎn)化率，b錯(cuò)誤；c.增加CO的濃度平衡正向移動(dòng)，H2的轉(zhuǎn)化率提高，而CO自身的轉(zhuǎn)化率降低，c錯(cuò)誤；d.加入H2加壓，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，d正確；e.加入惰性氣體加壓，由于容器體積不變，因此各物質(zhì)濃度不變，平衡不移動(dòng)，不能提高CO的轉(zhuǎn)化率，e錯(cuò)誤；f.分離出甲醇，使平衡不斷正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，f正確；故答案d、f；（2）溫度相同時(shí)，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，因此，反應(yīng)速率，A＜C；由于A、C兩點(diǎn)的溫度相同，因此平衡常數(shù)相等，即平衡常數(shù)A=C；由狀態(tài)B到狀態(tài)A，壓強(qiáng)不變，H2的體積分?jǐn)?shù)增大，證明平衡逆向移動(dòng)，由于該反應(yīng)逆向吸熱，因此可采用升溫的方法。