Question

工业上一般在密闭容器中采用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g)

（1）不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。

①该反应△H        0，△S        0(填“>”或“<”)，则该反              自发进行（填“一定能”、“一定不能”、“不一定”）实际生产条件控制在250℃、l.3×l0⁴kPa左右，选择此压强的理由是            。

（2）某温度下，将2molCO和6molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)=0.l mol·L ^-1。

①该反应的平衡常数K=             ：

②在其他条件不变的情况下，将容器体积压缩到原来的1/2，与原平衡相比，下列有关说法正确的是                （填序号）。

A．氢气的浓度减少

B．正反应速率加快，逆反应速率也加快

C．甲醇的物质的量增加

D．重新平衡时n(H₂)/n(CH₃OH)增大

③若保持同一反应温度将起始物质改为a mol CO、b mol H₂、c mol CH₃0H，欲使平衡混合物中各组成与原平衡相同，则a、b应满足的关系为          ，且欲使开始时该反应向逆反应方向进行，c的取值范围是           。

 

Answer 1

【答案】

（1）①＜  ＜）  不一定   ②该压强下，CO转化率已较高（90%左右），再增大压强CO转化率提高不大，且生产成本增加      （2）① 6.25   ② b c  ③ b = 2+2a    1.8＜c ≤2 

【解析】

试题分析：（1）①由图可知：在压强不变的情况下：升高温度，CO的转化率降低，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动。逆反应方向是吸热反应。正反应是放热反应。所以ΔH<0.在温度不变时，增大压强，CO的转化率增大。说明增大压强化学平衡向正反应方向移动。ΔS<0..由于正反应是一个体系混乱程度减小的放热反应，所以无法确定该反应能否自发进行。②选择此压强的理由是在该压强下，CO转化率已较高（90%左右），再增大压强，CO转化率虽然提高但提高不大，且生产成本增加的多，效益反而降低。（2）①反应开始时CO H₂CH₃OH的浓度分别是1mo/L  3mol/L 0mol/L,在反应过程中转化浓度分别是0.9mol/L 1.8mol/L 0.9mol/L.所以它们的平衡浓度分别是0.1mol/L 1.2mol/L 0.9mol/L所以达到化学平衡时平衡常数是K=(0.9)÷{0.1×(1.2)²}= 6.25 ②将容器体积压缩到原来的1/2，化学平衡向正反应方向移动。与原平衡相比，正反应速率加快，逆反应速率也加快；各物质的浓度都增大，甲醇的物质的量也增加增加 ；   D．重新平衡时n(H₂)/n(CH₃OH)减小。正确选项为：bc.③若保持同一反应温度将起始物质改为a mol CO、b mol H₂、c mol CH₃0H，欲使平衡混合物中各组成与原平衡相同，则a、b应满足的关系为b=2+2a.假如物质时由CH₃OH转化生成，则开始时n(CH₃OH)=2mol，因为平衡时n(CH₃OH)=0.9mol/L×2L=1.8mol.所以欲使开始时该反应向逆反应方向进行，c的取值范围是 1.8＜c ≤2 

考点：考查反应进行的方向和外界条件对化学平衡的影响的知识。