Question

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

（1）不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

①該反應(yīng)△H 0，△S 0(填“>”或“<”)，則該反 自發(fā)進(jìn)行（填“一定能”、“一定不能”、“不一定”）實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、l.3×l04kPa左右，選擇此壓強(qiáng)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(yīng)后，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)=0.l mol·L -1。

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ：

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

A．氫氣的濃度減少

B．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率也加快

C．甲醇的物質(zhì)的量增加

D．重新平衡時(shí)n(H2)/n(CH3OH)增大

③若保持同一反應(yīng)溫度將起始物質(zhì)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(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系為 ，且欲使開(kāi)始時(shí)該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，c的取值范圍是 。

Answer 1

【答案】（1）①＜ ＜） 不一定 ②該壓強(qiáng)下，CO轉(zhuǎn)化率已較高（90%左右），再增大壓強(qiáng)CO轉(zhuǎn)化率提高不大，且生產(chǎn)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(qiáng)不變的情況下：升高溫度，CO的轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明升高溫度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。逆反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng)。正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。所以ΔH<0.在溫度不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大。說(shuō)明增大壓強(qiáng)化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。ΔS<0..由于正反應(yīng)是一個(gè)體系混亂程度減小的放熱反應(yīng)，所以無(wú)法確定該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。②選擇此壓強(qiáng)的理由是在該壓強(qiáng)下，CO轉(zhuǎn)化率已較高（90%左右），再增大壓強(qiáng)，CO轉(zhuǎn)化率雖然提高但提高不大，且生產(chǎn)成本增加的多，效益反而降低。（2）①反應(yīng)開(kāi)始時(shí)CO H2CH3OH的濃度分別是1mo/L 3mol/L 0mol/L,在反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)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(dá)到化學(xué)平衡時(shí)平衡常數(shù)是K=(0.9)÷{0.1×(1.2)2}= 6.25 ②將容器體積壓縮到原來(lái)的1/2，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。與原平衡相比，正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率也加快；各物質(zhì)的濃度都增大，甲醇的物質(zhì)的量也增加增加 ； D．重新平衡時(shí)n(H2)/n(CH3OH)減小。正確選項(xiàng)為：bc.③若保持同一反應(yīng)溫度將起始物質(zhì)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(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系為b=2+2a.假如物質(zhì)時(shí)由CH3OH轉(zhuǎn)化生成，則開(kāi)始時(shí)n(CH3OH)=2mol，因?yàn)槠胶鈺r(shí)n(CH3OH)=0.9mol/L×2L=1.8mol.所以欲使開(kāi)始時(shí)該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，c的取值范圍是 1.8＜c ≤2