Question

【題目】CO可用于合成甲醇，化學(xué)方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。

(1)下圖是反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線。

①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1________(填“>”、“<”或“＝”)K2。在T1溫度下，往體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO和2 mol H2，經(jīng)測(cè)得CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為____ 。

②若容器容積不變，下列措施可增加CO轉(zhuǎn)化率的是________(填字母)。

a.升高溫度 b.將CH3OH(g)從體系中分離

c.使用合適的催化劑 d.充入He，使體系總壓強(qiáng)增大

(2)在容積為1 L的恒容容器中，分別研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。如圖是上述三種溫度下H2和CO的起始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1 mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系，則曲線z對(duì)應(yīng)的溫度是________℃；該溫度下上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為________。曲線上a、b、c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3，則K1、K2、K3的大小關(guān)系為________。

Answer 1

【答案】> 12 b 270 4 K1＝K2<K3

【解析】

（1）①根據(jù)圖象，T2溫度下，先達(dá)到平衡，說(shuō)明T2>T1，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)，化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，升高溫度，平衡逆反應(yīng)進(jìn)行，因此K1>K2；CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始： 1 2 0

消耗： 0.75 1.5 0.75

平衡： 0.25 0.5 0.75 根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，K=c(CH3OH)/[c2(H2)×c(CO)]，代入數(shù)值，得出K=12；

②a、該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向進(jìn)行，CO的轉(zhuǎn)化率降低，故a不符合題意；

b、從體系中分離CH3OH，降低生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，CO的轉(zhuǎn)化率升高，故b符合題意；

c、使用催化劑，平衡不移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率不變，故c不符合題意；

d、恒容狀態(tài)下，充入非反應(yīng)氣體，組分濃度不變，平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變，故d不符合題意，答案為b；

（2）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，相同起始組成比時(shí)，溫度越高，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，CO的轉(zhuǎn)化率降低，故z曲線代表的是270℃；CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始： 1 1.5 0

消耗： 0.5 1 0.5

平衡： 0.5 0.5 0.5 根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，K=c(CH3OH)/[c2(H2)×c(CO)]，代入數(shù)值，得出K=4；化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，即K1=K2，x的溫度比z的溫度低，即K3>K1=K2。