Question

CO可用于合成甲醇．在压强为0.1Mpa条件下，在体积为bL的密闭容器中充入amolCO和2amolH₂，在催化剂作用下合成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）平衡时CO的转化率与温度，压强的关系如图1
①该反应的△H

 

0（填“＜”“＞”或“=”）．
②l00℃时该反应的平衡常数K=

 

（用含a、b的代数式表示）．
③在温度容积不变的情况下，向该密闭容器再增加a mol CO与2a mol H₂，达到新平衡时，CO的转化率

 

（填“增大”“减小”或“不变”），平衡常数

 

（填“增大”“减小”或“不变”）．
④请在图2中画出平衡时甲醇的百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）“的变化曲线，要求画出压强不同的两条曲线（在曲线上标出p₁、p₂，且p₁＜p₂）

Answer 1

考点：有关反应热的计算,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：①由图可知，压强一定时，随温度升高，CO的转化率降低，故升高温度平衡向逆反应移动，据此判断；
②化学平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

，根据CO的转化率，利用三段式计算出平衡时各组分的物质的量，进而求出平衡时各组分的浓度，代入平衡常数计算；
③在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入a mol CO（g）、2a mol H₂（g），等效为在原平衡的基础上增大一倍压强，平衡向正反应移动；
化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，温度不变，平衡常数不变；
④根据压强对平衡移动的影响判断；

解答： 解：①由图可知，压强一定时，随温度升高，CO的转化率降低，故升高温度平衡向逆反应移动，则正反应为放热反应，△H＜0；
故答案为：＜；
②100℃，平衡时CO的转化率为0.5，所以参加反应的CO的物质的量为0.5amol．
           CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；
开始（mol）：a      2a         0
变化（mol）：0.5a    a        0.5a
平衡（mol）：0.5a    a        0.5a
所以平衡时，CO的浓度为

0.5amol

bL

=

a

2b

mol/L，H₂的浓度为

a

b

=mol/L，CH₃OH的浓度为

0.5amol

bL

=

a

2b

mol/L，100℃时该反应的平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

═

a

2b a 2b ×( a b )2

=

b2

a2

，
故答案为：

b2

a2

；
③在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入a mol CO（g）、2a mol H₂（g），等效为在原平衡的基础上增大一倍压强，平衡向正反应移动，CO的转化率增大，化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，温度不变，平衡常数不变，
故答案为：增大；不变；
④CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0，
则温度越高，逆向反应进行的程度越大，甲醇的含量就越低，
压强增大，反应正向进行的程度大，则甲醇的含量高，则图象为
，
故答案为：；

点评：本题考查化学平衡图象、化学平衡有关计算、化学平衡常数、影响化学平衡的因素等知识点，是对知识的综合运用，应加强平时知识的积累，应注意图象的利用来分析解决问题，图象中的信息是解答本题的关键，题目难度中等．