Question

【題目】甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇：2H2(g) + CO(g)CH3OH(g)

下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_____________，△H_________0(填“>”、“<”或“=”)。

（2）要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是_____________（填序號(hào)）。

a．升溫

b．加入催化劑

c．增加CO的濃度

d．恒容加入H2加壓

e．恒容加入惰性氣體加壓

f．分離出甲醇

（3）300℃時(shí)，將容器的容積壓縮到原來的1/2，在其他條件不變的情況下，對(duì)平衡體系產(chǎn)生的影響是_____（填字母）。

A．c（H2）減少B．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢

C．CH3OH 的物質(zhì)的量增加 D．重新平衡時(shí)c（H2）/ c（CH3OH）減小

（4）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(yīng)10min后，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)＝ 0.2 mol／L，則CO的轉(zhuǎn)化率為__________，此時(shí)的溫度為________。以CH3OH表示該過程的反應(yīng)速率v(CH3OH)=_________mol /（L · min）。

Answer 1

【答案】 C(CH3OH)/C2(H2).C(CO) < df CD 80% 250°C 0.08

【解析】(1)該反應(yīng)平衡常數(shù)K=；升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，升高溫度平衡常數(shù)減小，說明平衡逆向移動(dòng)，則△H＜0；
②a．正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動(dòng)，則CO的轉(zhuǎn)化率降低，故a錯(cuò)誤；b．加入催化劑只改變反應(yīng)速率不影響平衡移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變，故b錯(cuò)誤；c．增加CO的濃度平衡正向移動(dòng)，但CO的轉(zhuǎn)化率降低，故c錯(cuò)誤；d．加入H2加壓平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故d正確；e．加入惰性氣體加壓，CO、氫氣和甲醇的濃度不變，平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變，故e錯(cuò)誤；f．分離出甲醇，平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故f正確；故答案為df；
③在其他條件不變的情況下，300℃時(shí)，將容器的容積壓縮到原來的，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡正向移動(dòng)；A．體積減小，平衡正向移動(dòng)，但c(H2)增大量大于參加反應(yīng)的增大濃度，所以平衡時(shí)氫氣濃度增大，故A錯(cuò)誤；B．增大壓強(qiáng)，正逆反應(yīng)速率都增大，故B錯(cuò)誤；C．增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，則CH3OH的物質(zhì)的量增加，故C正確；D．平衡正向移動(dòng)，氫氣物質(zhì)的量減小、甲醇物質(zhì)的量增大，則重新平衡時(shí)c(H2)/c(CH3OH)減小，故D正確；故答案為CD；
④開始時(shí)，c(CO)==1mol/L，CO的轉(zhuǎn)化率=×100%=80%；平衡時(shí)c(CH3OH)=c(CO) (反應(yīng))=(1-0.2)mol/L=0.8mol/L，c(H2)=-2×(1-0.2)mol/L=1.4mol/L，根據(jù)平衡常數(shù)K===2.041，所以該溫度是250℃；
v(CO)==0.08mol/(L·min)，再根據(jù)同一可逆反應(yīng)中同一段時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比得甲醇的反應(yīng)速率為0.08mol/(L·min)。