Question

【題目】CO可用于合成甲醇，化學(xué)方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。

（1）如圖是反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線。

①該反應(yīng)的焓變ΔH________0 (填“>”、“<”或“＝”)。

②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1_______ K2 (填“>”、“<”或“＝”)。在T1溫度下，往體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO和2 mol H2，經(jīng)測(cè)得CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為______________。

③若容器容積不變，下列措施可增加CO轉(zhuǎn)化率的是________(填字母)。

a．升高溫度 b．將CH3OH(g)從體系中分離

c．使用合適的催化劑 d．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大

（2）在容積為1 L的恒容容器中，分別研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。如圖是上述三種溫度下H2和CO的起始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1 mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系，則曲線z對(duì)應(yīng)的溫度是________℃；曲線上a、b、c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3，則K1、K2、K3的大小關(guān)系為________________。

Answer 1

【答案】< > 12 b 270 K1=K2< K3

【解析】

(1)①根據(jù)圖像信息結(jié)合勒夏特列原理判斷；

②正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，則化學(xué)平衡常數(shù)減小；利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各量的濃度，再計(jì)算K。

③a.容器容積不變，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率降低，a錯(cuò)誤；

b.將CH3OH(g)從體系中分離，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，b正確；

c.使用合適的催化劑不會(huì)引起化學(xué)平衡的移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變，c錯(cuò)誤；

d.容器容積不變，充入He，使體系總壓強(qiáng)增大，各物質(zhì)的濃度不變，化學(xué)平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變，d錯(cuò)誤；

(2)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越��；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減小。

(1)①根據(jù)圖中的信息可知：T2>T1，溫度越高CO轉(zhuǎn)化率越小，則反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)中,降低溫度，平衡向右進(jìn)行，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，根據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H<0；

②正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，則化學(xué)平衡常數(shù)減小，T2>T1，則K1>K2；在T1溫度下,根據(jù)圖2所示,10min時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，已知CO的濃度為1mol/L，則圖像為CO與CH3OH的濃度變化，平衡時(shí)，c（CO）=0.25mol/L，c（CH3OH）=0.75mol/L，

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

初始：1 2 0

反應(yīng)：0.75 1.5 0.75

平衡：0.25 0.5 0.75

K=0.75/（0.25×0.52）=12；

③a.容器容積不變，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率降低，a錯(cuò)誤；

b.將CH3OH(g)從體系中分離，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，b正確；

c.使用合適的催化劑不會(huì)引起化學(xué)平衡的移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變，c錯(cuò)誤；

d.容器容積不變，充入He，使體系總壓強(qiáng)增大，各物質(zhì)的濃度不變，化學(xué)平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變，d錯(cuò)誤；

答案為b；

(2)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小，曲線Z為270℃；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，則K1=K2，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減小，則曲線x為230 ℃，K1=K2< K3。