Question

【題目】工業上一般在密閉容器中采用下列反應合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

（1）不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖所示。

①該反應△H 0，△S 0(填“>”或“<”)，則該反 自發進行（填“一定能”、“一定不能”、“不一定”）實際生產條件控制在250℃、l.3×l04kPa左右，選擇此壓強的理由是 。

（2）某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應后，達到平衡時測得c(CO)=0.l mol·L -1。

①該反應的平衡常數K= ：

②在其他條件不變的情況下，將容器體積壓縮到原來的1/2，與原平衡相比，下列有關說法正確的是 （填序號）。

A．氫氣的濃度減少

B．正反應速率加快，逆反應速率也加快

C．甲醇的物質的量增加

D．重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大

③若保持同一反應溫度將起始物質改為a mol CO、b mol H2、c mol CH30H，欲使平衡混合物中各組成與原平衡相同，則a、b應滿足的關系為 ，且欲使開始時該反應向逆反應方向進行，c的取值范圍是 。

Answer 1

【答案】（1）①＜ ＜） 不一定 ②該壓強下，CO轉化率已較高（90%左右），再增大壓強CO轉化率提高不大，且生產成本增加 （2）① 6.25 ② b c ③ b = 2+2a 1.8＜c ≤2

【解析】

試題分析：（1）①由圖可知：在壓強不變的情況下：升高溫度，CO的轉化率降低，說明升高溫度，化學平衡向逆反應方向移動。逆反應方向是吸熱反應。正反應是放熱反應。所以ΔH<0.在溫度不變時，增大壓強，CO的轉化率增大。說明增大壓強化學平衡向正反應方向移動。ΔS<0..由于正反應是一個體系混亂程度減小的放熱反應，所以無法確定該反應能否自發進行。②選擇此壓強的理由是在該壓強下，CO轉化率已較高（90%左右），再增大壓強，CO轉化率雖然提高但提高不大，且生產成本增加的多，效益反而降低。（2）①反應開始時CO H2CH3OH的濃度分別是1mo/L 3mol/L 0mol/L,在反應過程中轉化濃度分別是0.9mol/L 1.8mol/L 0.9mol/L.所以它們的平衡濃度分別是0.1mol/L 1.2mol/L 0.9mol/L所以達到化學平衡時平衡常數是K=(0.9)÷{0.1×(1.2)2}= 6.25 ②將容器體積壓縮到原來的1/2，化學平衡向正反應方向移動。與原平衡相比，正反應速率加快，逆反應速率也加快；各物質的濃度都增大，甲醇的物質的量也增加增加 ； D．重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)減小。正確選項為：bc.③若保持同一反應溫度將起始物質改為a mol CO、b mol H2、c mol CH30H，欲使平衡混合物中各組成與原平衡相同，則a、b應滿足的關系為b=2+2a.假如物質時由CH3OH轉化生成，則開始時n(CH3OH)=2mol，因為平衡時n(CH3OH)=0.9mol/L×2L=1.8mol.所以欲使開始時該反應向逆反應方向進行，c的取值范圍是 1.8＜c ≤2