Question

【题目】甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H

（1）化学平衡常数表达式为K=___________________。

（2）下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

① 该反应的焓变ΔH______0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

② T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1____________K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。

③ 若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是_________。

a. 升高温度 b. 将CH3OH(g)从体系中分离

c. 使用合适的催化剂 d. 充入He，使体系总压强增大

（3）已知在常温常压下：① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH ＝-a kJ·mol-1② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH ＝-b kJ·mol-1③ H2O(g)= H2O(l) ΔH＝-c kJ·mol-1，则，CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l)ΔH＝___kJ·mol-1。

Answer 1

【答案】c(CH3OH)/c2(H2)c(CO) ﹤ ﹥ b （-a+b-4c)/2

【解析】

(1)根据平衡常数的定义进行书写；
(2)①根据“先拐先平数值大”知T2>T1，根据温度对平衡移动影响规律进行分析；

②该反应为放热反应，升高温度，平衡左移，平衡常数减小；

③若容器容积不变,为增加甲醇产率可以采用增加反应物浓度、减小生成物浓度或降低温度；
（3）根据盖斯定律计算。

(1)化学平衡常数K= c(CH3OH)/c2(H2)c(CO)；

因此，本题正确答案是: c(CH3OH)/c2(H2)c(CO)；

(2)①根据“先拐先平数值大”知T2>T1,升高温度CO的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应, ΔH<0；

因此，本题正确答案是: <。

② 该反应正反应为ΔH<0，放热反应，T2>T1,升高温度，平衡左移，平衡常数减小，所以K1﹥K2；

综上所述，本题答案是：﹥。

③a.升高温度,平衡向逆反应方向移动,则减少甲醇产率,故错误；
b.将CH3OH从体系中分离,平衡向正反应方向移动,则增加甲醇产率,故正确；

c.使用合适的催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动,所以甲醇的产率不变,故错误；
d.充入He，使体系总压强增大,但反应物、生成物浓度不变,则平衡不移动,甲醇的产率不变,故错误；
综上所述，本题选b。

（3）① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH ＝-a kJ·mol-1② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH ＝-b kJ·mol-1③ H2O(g)= H2O(l) ΔH＝-c kJ·mol-1，根据盖斯定律可知：[①-②+4×③]/2得CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l) ΔH＝（-a+b-4c)/2 kJ·mol-1；

综上所述，本题答案是：（-a+b-4c)/2 。