Question

（14分）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)  CH₃0H(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        O,△S        0(填“>”或“<”)，则该反              自发进行（填“一定能”、“一定不能”、“不一定”）

      ②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)=O.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(CH₃0H)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＜（1分）  ＜（1分）  不一定（2分） 

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分）

（2）① 6.25（2分）   ② b c（2分）  ③ b = 2+2a    1.8＜c ≤2  （各2分）

③ b = 2+2a    1.8＜c ≤2  （各2分）

【解析】（1）①根据方程式可知，反应的△S小于0；根据图像可知，温度越高，CO的转化率越低，所以升高温度平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应；由于熵值减小，所以该反应不一定是自发进行的。

②根据图像可知，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达到平衡时测得c(CO)=O.l mol·L ^-1，则消耗CO₂和氢气的浓度分别是0.9mol/L和1.8mol/L，则平衡时氢气和甲醇的浓度分别是1.2mol/L和0.9mol/L，所以平衡常数K＝＝6.25。

②将容器体积压缩到原来的1/2，则压强增大，平衡向正反应方向移动，反应物的浓度降低，但仍然比原平衡大，a不正确；由于氢气的物质的量减小，而甲醇的物质的量增加，所以选项d不正确，答案选bc。

③由于容积相同，所以要满足平衡等效，则CO和氢气的起始量应该分别是2mol和6mol，即c＋a＝2，2c＋b＝6，解得b = 2+2a；平衡时甲醇的物质的量是1.8mol，所以c必须大于1.8mol。又因为平衡时CO是0.2mol，所以甲醇的物质的量不能超过1.8mol＋0.2mol＝2mol，所以范围是1.8＜c ≤2