Question

【題目】工業(yè)上可用CO或CO2來(lái)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)如下表所示：

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(shí)測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L－1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時(shí)v正________v逆(填“>”、“＝”或“<”)。

（2）在3 L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②，已知c(CO)—反應(yīng)時(shí)間t變化曲線Ⅰ如圖所示，若在t0時(shí)刻分別改變一個(gè)條件，曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ和曲線Ⅲ。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ時(shí)，改變的條件是_______________。當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅲ時(shí)，改變的條件是______________。

Answer 1

【答案】 K1·K2 > 催化劑 將容器容積迅速壓縮至2L

【解析】(1)已知：①2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g) K1，②H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g) K2，根據(jù)蓋斯定律，①+②得3H2(g)＋CO2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) K3=K1×K2；在500℃、2L的密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)③3H2(g)＋CO2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) K3=K1×K2=2.5，在某時(shí)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，故答案為：K1K2；＞；

(2)根據(jù)圖象可知，曲線Ⅰ變化為曲線Ⅱ時(shí)縮短了反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，最后達(dá)到相同平衡狀態(tài)，在容積可變的密閉容器中，說(shuō)明改變的條件是加入了催化劑；當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅲ時(shí)CO的濃度增大，CO物質(zhì)的量增大，反應(yīng)②是氣體體積不變的反應(yīng)，在可變?nèi)萜髦?/span>，氣體體積和濃度成反比，氣體物質(zhì)的量不變。曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)的體積3L，平衡時(shí)一氧化碳濃度為3mol/L，改變條件當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅲ時(shí)，一氧化碳平衡濃度為4.5mol/L，說(shuō)明體積減小，設(shè)體積為V，則3：V=4.5：3，V=2L，所以改變的條件是將容器的體積快速壓縮至2L，故答案為：加入催化劑；將容器的體積快速壓縮至2L。