Question

【題目】甲醇是重要的化學工業基礎原料和清潔液體燃料。工業上可利用CO或CO2來生產燃料甲醇。已知制備甲醇的有關化學反應以及在不同溫度下的化學平衡常數如下表所示：

（1）反應②是 （填“吸熱”或“放熱”）反應。

（2）某溫度下反應①中H2的平衡轉化率（a）與體系總壓強（p）的關系如圖甲所示。則平衡狀態由A變到B時，平衡常數K（A） K（B）（填“>”“<”或“=”）。

（3）據反應①與②可推導出K1、K2與K3之間的關系，則K3= （用K1、K2表示）。500 ℃時測得反應③在某時刻時，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v正 v逆 （填“ > ”“=”或“<”）。

（4）在3 L容積可變的密閉容器中發生反應②，已知c（CO） －t（反應時間）變化曲線Ⅰ如圖乙所示，若在t0時刻分別改變一個條件，曲線Ⅰ變為曲線Ⅱ和曲線Ⅲ。當曲線Ⅰ變為曲線Ⅱ時，改變的條件是 ；當曲線Ⅰ變為曲線Ⅲ時，改變的條是 。

Answer 1

【答案】（每空兩分）（1）吸熱（2）=（3）K1K2；＞

（4）加入催化劑；將容器的體積（快速）壓縮至2L

【解析】

試題分析：（1）分析圖表數據，反應②平衡常數隨溫度升高增大，平衡正向進行，正反應是吸熱反應；

（2）根據平衡常數隨溫度變化，不隨壓強變化分析，圖象中平衡狀態由A變到B時，壓強改變，溫度不變，所以平衡常數不變；

（3）根據反應①+②得到反應③，所以平衡常數K3=K1×K2；在500℃、2L的密閉容器中，進行反應③，測得某時刻H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的濃度（mol·L－1）0.8、0.1、0.3、0.15，則濃度熵Q＝＜K=2.5，反應正向進行，V正＞V逆；

（4）圖象分析曲線Ⅰ變化為曲線Ⅱ是縮短反應達到平衡的時間，最后達到相同平衡狀態，體積是可變得是恒壓容器，說明改變的是加入了催化劑；當曲線Ⅰ變為曲線Ⅲ時一氧化碳物質的量增大，反應是氣體體積不變的反應，可變容器中氣體體積和濃度成反比，氣體物質的量不變，曲線Ⅰ，體積為3L，一氧化碳濃度為3mol/L，改變條件不好為曲線Ⅱ，一氧化碳濃度為4.5mol/L，則體積壓縮體積為：3：V=4.5：3，V=2L，所以將容器的體積快速壓縮至2L符合。