Question

（14分）工業上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應合成甲醇：
CO(g) ＋ 2H₂(g) CH₃OH(g)         ΔH
（1）下表所列數據是該反應在不同溫度下的化學平衡常數（K）。

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①由表中數據判斷ΔH       0 （填“＞”、“＝”或“＜”）；    
②某溫度下，將2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密閉容器中，充分反應后，達到平衡時測得c(CO)＝ 0.2 mol／L，此時的溫度為          。
（2）T℃時，在時間t₀時刻，合成甲醇反應達到平衡，若在t₁時刻將容器的體積縮小一倍，假定在t₂時刻后又達到新的平衡，請在圖中用曲線表示在t₁～t₂階段氫氣、甲醇物質的量濃度隨時間變化的趨勢示意圖（其它條件不變，曲線上必須標明氫氣、甲醇）。

（3）300℃、1.01×10⁵Pa下，上述反應的ΔH數值為90.8 kJ/mol。在該溫度下，在容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數據如下：

容器		甲	乙	丙
反應物投入量		1 mol CO、2 mol H2	1 mol CH3OH	2 mol CH3OH
平衡時數據	CH3OH的濃度（mol/L）	c1	c2	c3
	反應放出或吸收的能量	x kJ	y kJ	z kJ
	反應物轉化率	Ф1	Ф2	Ф3

        請比較以下每組數據的大小（填“>”、“<”或“=”）：
①2c₁    c₃     ② x+y    90.8    ③Ф₁+Ф₃   1

Answer 1

（做圖4分，其它每空2分，共14分）
（1）①<  ；  ②250℃
（2）做圖題見右。

（一是氫氣、甲醇的起點必須標準確；二是變化趨勢要正確；三是名稱必須標出，不標不給分。氫氣的減少量與甲醇的增加量大致相等即可，評分時不必過于苛刻。完全正確4分，一、二中有一處不對扣2分。）
（3）①< ；②= ；③<

（1）①溫度升高，K減小，說明平衡逆向移動，逆反應吸熱，正反應放熱，ΔH<0；②首先計算出平衡常數與上表進行比較，得到溫度，溫度不變，平常常數為定值；（2）改變體積，濃度出現突躍，體積縮小一倍，濃度增加一倍。壓強增大，平衡正向移動，氫氣濃度由減小，甲醇濃度增加。（3）甲和乙為不同方向進行的等效平衡，c₁=c₂，x+y=ΔH，乙和丙進行比較，可認為P_丙>p_甲，平衡朝生成甲醇方向移動。