Question

【題目】甲醇是一種重要的試劑，氫氣和二氧化碳在一定條件下可合成甲醇：CO2(g)+3H2 (g) CH3 OH(g)+H2O(g)，在密閉容器中充入3mol氫氣和1mol二氧化碳，測得混合氣體中甲醇的體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如圖A所示：

試回答下列問題：

（1）該反應(yīng)是______(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式是：______，為了降低合成甲醇的成本可采用的措施是______(任意寫一條合理的建議)

（2）解釋0~T0內(nèi)，甲醇的體積分數(shù)變化趨勢：______。

（3）氫氣在Q點的轉(zhuǎn)化率______(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)氫氣在W點的轉(zhuǎn)化率______；其它條件相同，甲醇在Q點的正反應(yīng)速率______甲醇在M點的正反應(yīng)速率。

（4）圖B表示氫氣轉(zhuǎn)化率α(H2)與投料比的關(guān)系，請在圖B中畫出兩條變化曲線并標(biāo)出曲線對應(yīng)的條件，兩條曲線對應(yīng)的條件分別為：一條曲線對應(yīng)的壓強是1.01×105Pa；另一條曲線對應(yīng)的壓強是3.03×105Pa(其它條件相同)

Answer 1

【答案】

（1）放熱；；增加CO2的充入量

（2）溫度低于T0時，反應(yīng)未達到平衡，反應(yīng)正向進行，使甲醇的體積分數(shù)逐漸增大

（3）小于；小于

（4）；

【解析】

試題分析：（1）T0時，升高溫度，甲醇的體積分數(shù)減小，平衡逆向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式為，為了降低合成甲醇的成本，應(yīng)該盡可能的使平衡向右移動，可采用的措施有增加CO2的充入量等，故答案為：放熱；；增加CO2的充入量；

（2）溫度低于T0時，反應(yīng)未達到平衡，反應(yīng)正向進行，使甲醇的體積分數(shù)逐漸增大，故答案為：溫度低于T0時，反應(yīng)未達到平衡，反應(yīng)正向進行，使甲醇的體積分數(shù)逐漸增大；

（3）溫度低于T0時，反應(yīng)未達到平衡，反應(yīng)正向進行，氫氣在Q點的轉(zhuǎn)化率小于平衡時的轉(zhuǎn)化率，W點打到平衡，因此氫氣在Q點的轉(zhuǎn)化率小于W點的轉(zhuǎn)化率；平衡之前，甲醇的正反應(yīng)速率逐漸增大，甲醇在Q點的正反應(yīng)速率小于W點的反應(yīng)速率，升高溫度，反應(yīng)速率增大，甲醇在M點的正反應(yīng)速率大于W點，因此甲醇在Q點的正反應(yīng)速率小于在M點的正反應(yīng)速率，故答案為：小于；小于；

（4）根據(jù)方程式，增大壓強，平衡正向移動，氫氣轉(zhuǎn)化率α(H2)增大，增大投料比，氫氣轉(zhuǎn)化率α(H2)減小，因此圖像為，故答案為：。