Question

【題目】甲醇是重要的化學工業(yè)基礎原料和清潔液體燃料。已知制備甲醇的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數(shù)如下表所示：

化學反應	平衡常數(shù)	溫度/℃
		500	800
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)	K1	2.5	0.15
②H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g)	K2	1.0	2.50
③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)	K3

（1）據(jù)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)。

（2）反應③的ΔH____0(填“＞”或“＜”)。

（3）500℃時測得反應③在某時刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度相等，且均為0.1mol·L－1，則此時υ正____υ逆(填“>”、“＝”或“<”)

（4）某溫度下在2L恒容密閉容器中加入CH3OH發(fā)生反應2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g），測得有關數(shù)據(jù)如下：

反應時間/min	0	1	2	3	4
n（CH3OH）/mol	1.02	0.42	0.22	0.02	0.02

①反應在2min內以CH3OCH3表示的化學反應速率為____，

②該溫度下的反應的平衡常數(shù)為____。

Answer 1

【答案】K1×K2 < < 0.10mol/（Lmin） 625

【解析】

（1）根據(jù)反應①與②的平衡常數(shù)表達式推導出反應③的平衡常數(shù)表達式，導出K1、K2與K3之間的關系；

（2）計算出不同溫度下的K3，找到變化規(guī)律進行判斷；

（3）通過Qc與K3之間的大小關系進行判斷；

（4）①根據(jù)υ=計算反應速率；

②利用三段法進行計算。

（1）K1=，K2=，K3=，則有K3＝K1×K2

（2）500℃時，K3=2.5，800℃時，K3=0.375，溫度升高，平衡常數(shù)減小，可知正反應為放熱反應，ΔH<0；

（3）500℃時，Qc==100>K3，反應逆向進行，即υ正<υ逆；

（4）①υ(CH3OH)===0.2 mol/（Lmin），υ(CH3OCH3)= υ(CH3OH)= 0.1 mol/（Lmin）；

②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）

始(mol/L) 0.51 0 0

轉(mol/L) 0.5 0.25 0.25

平(mol/L) 0.01 0.25 0.25

平衡常數(shù)K===625。