Question

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） 下表為不同溫度下的平衡常數(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）將1mol的H₂ 和 1mol 的 CO充入 1L 恒容密閉反應(yīng)器中，達(dá)到平衡后，容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時(shí)的60%，求CO的平衡轉(zhuǎn)化率（寫出計(jì)算過程）．
（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）其他條件相同時(shí)，在上述三個(gè)溫度下分別發(fā)生該反應(yīng)．300℃時(shí)，H₂的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如圖所示，請(qǐng)補(bǔ)充完成350℃時(shí)H₂的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化示意圖．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：

分析：（1）依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念書寫，依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化判斷反應(yīng)能量變化；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比；
（3）壓縮體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng)，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析判斷；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知溫度降低，化學(xué)反應(yīng)速率減小，平衡正向移動(dòng)，H₂的轉(zhuǎn)化率增大；溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡逆向移動(dòng)，H₂的轉(zhuǎn)化率減小，結(jié)合變化繪制曲線變化．

解答： 解：（1）K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

由表中數(shù)據(jù)可知溫度升高，K值減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)即為放熱反應(yīng)△H＜0，
故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；＜；
（2）將1mol的H₂ 和 1mol 的 CO充入 1L 恒容密閉反應(yīng)器中，達(dá)到平衡后，容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開始時(shí)的60%，設(shè)一氧化碳反應(yīng)物質(zhì)的量x
              2H₂（g）+CO（g）═CH₃OH（g）
起始量（mol）  1        1         0
變化量（mol）  2x       x         x
平衡量（mol） 1-2x     1-x        x
1-2x+1-x+x=（1+1）×60%
x=0.4mol，
CO的平衡轉(zhuǎn)化率=

0.4mol

1mol

×100%=40%；
答：CO的平衡轉(zhuǎn)化率為40%；
（3）在其他條件不變的情況下，將容器的容積壓縮到原來的

1

2

，體系壓強(qiáng)增大，各組分濃度增大，平衡常數(shù)不變；
A、將容器的容積壓縮到原來的

1

2

，各組分濃度均增大，故A錯(cuò)誤；
B、將容器的容積壓縮到原來的

1

2

，各組分濃度均增大，正逆反應(yīng)速率都增大，故B錯(cuò)誤；
C、將容器的容積壓縮到原來的

1

2

，體系壓強(qiáng)增大，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，CH₃OH的物質(zhì)的量增加，故C正確；
D、將容器的容積壓縮到原來的

1

2

，體系壓強(qiáng)增大，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，CH₃OH 的物質(zhì)的量增大，H₂的物質(zhì)的量減小，又處于同一容器V相同，所以c（H₂）/c（CH₃OH）減小，故D正確；
故答案為：CD；
（4）由表中數(shù)據(jù)可知溫度降低，化學(xué)反應(yīng)速率減小，平衡正向移動(dòng)，H₂的轉(zhuǎn)化率增大；溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡逆向移動(dòng)，H₂的轉(zhuǎn)化率減小，則350℃時(shí)H₂的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化示意圖為，故答案為：．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡計(jì)算應(yīng)用，平衡常數(shù)，轉(zhuǎn)化率概念分析應(yīng)用，影響平衡的因素和圖象繪制方法，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．