Question

【題目】甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料．工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇．已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如表所示：

化學(xué)反應(yīng)	平衡 常數(shù)	溫度/℃
		500	800
①2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）	K1	2.5	0.15
②H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g）	K2	1.0	2.50
③3H2（g）+CO2（g）CH3OH（g）+H2O（g）	K3

（1）據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3=（用K1、K2表示）．500℃時測得反應(yīng)③在某時刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的濃度（molL﹣1）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時v正v逆（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）對于反應(yīng)③，在相同溫度和容積不變時，能說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是
A.n（CO2）：n（H2）：n（CH3OH）：n（H2O）=1：3：1：1
B.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
C.H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為3：1
D.容器內(nèi)的密度保持不變．

Answer 1

【答案】
（1）K1?K2,＞
（2）B,C
【解析】解：（1）反應(yīng)③3H2（g）+CO2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）是氣體體積減小的反應(yīng)△S＜0，依據(jù)反應(yīng)①+②得到反應(yīng)③，所以平衡常數(shù)K3=K1×K2，結(jié)合溫度變化分析，隨溫度升高，平衡常數(shù)減小，平衡逆向進(jìn)行，所以判斷反應(yīng)是放熱反應(yīng)，焓變△H＜0，在500℃、2L的密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)③，測得反應(yīng)③在某時刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O （g）的濃度（mol/L）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，Q= =0.87＜K=2.5，反應(yīng)正向進(jìn)行，V正＞V逆，

（2）A．n（CO2）：n（H2）：n（CH3OH）：n（H2O）=1：3：1：1，不能判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯誤；

B．該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，表明正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度不再變化，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故B正確；

C．H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為3：1，表示的是正逆反應(yīng)速率，且滿足計量數(shù)關(guān)系，說明達(dá)到了平衡狀態(tài)，故C正確；

D．容器內(nèi)的密度保持不變，反應(yīng)方程式兩邊都是氣體，氣體的總質(zhì)量不變，容器的容積固定，所以反應(yīng)過程中氣體的密度始終不變，所以密度不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故D錯誤；
所以答案是：（1）K1K2；＞；（2）BC
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷和化學(xué)平衡的計算，需要了解狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強(qiáng)恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等；反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%才能得出正確答案．