Question

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：2H₂（g）+CO（g）═CH₃OH（g） 下表为不同温度下的平衡常数（K）

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

（1）该反应的平衡常数表达式K=

 

，△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）将1mol的H₂ 和 1mol 的 CO充入 1L 恒容密闭反应器中，达到平衡后，容器内的压强为开始时的60%，求CO的平衡转化率（写出计算过程）．
（3）300℃时，将容器的容积压缩到原来的

1

2

，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是

 

（填字母）．
A．c（H₂）减少                
B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．CH₃OH 的物质的量增加      
D．重新平衡时c（H₂）/c（CH₃OH）减小
（4）其他条件相同时，在上述三个温度下分别发生该反应．300℃时，H₂的转化率随时间的变化如图所示，请补充完成350℃时H₂的转化率随时间的变化示意图．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：

分析：（1）依据化学方程式和平衡常数概念书写，依据平衡常数随温度变化判断反应能量变化；
（2）依据化学平衡三段式列式计算，气体压强之比等于气体物质的量之比；
（3）压缩体积相当于增大压强，反应前后气体体积减小的反应，结合平衡移动原理分析判断；
（4）由表中数据可知温度降低，化学反应速率减小，平衡正向移动，H₂的转化率增大；温度升高，化学反应速率增大，平衡逆向移动，H₂的转化率减小，结合变化绘制曲线变化．

解答： 解：（1）K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

由表中数据可知温度升高，K值减小，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，正反应即为放热反应△H＜0，
故答案为：

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

；＜；
（2）将1mol的H₂ 和 1mol 的 CO充入 1L 恒容密闭反应器中，达到平衡后，容器内的压强为开始时的60%，设一氧化碳反应物质的量x
              2H₂（g）+CO（g）═CH₃OH（g）
起始量（mol）  1        1         0
变化量（mol）  2x       x         x
平衡量（mol） 1-2x     1-x        x
1-2x+1-x+x=（1+1）×60%
x=0.4mol，
CO的平衡转化率=

0.4mol

1mol

×100%=40%；
答：CO的平衡转化率为40%；
（3）在其他条件不变的情况下，将容器的容积压缩到原来的

1

2

，体系压强增大，各组分浓度增大，平衡常数不变；
A、将容器的容积压缩到原来的

1

2

，各组分浓度均增大，故A错误；
B、将容器的容积压缩到原来的

1

2

，各组分浓度均增大，正逆反应速率都增大，故B错误；
C、将容器的容积压缩到原来的

1

2

，体系压强增大，化学平衡正向移动，CH₃OH的物质的量增加，故C正确；
D、将容器的容积压缩到原来的

1

2

，体系压强增大，化学平衡正向移动，CH₃OH 的物质的量增大，H₂的物质的量减小，又处于同一容器V相同，所以c（H₂）/c（CH₃OH）减小，故D正确；
故答案为：CD；
（4）由表中数据可知温度降低，化学反应速率减小，平衡正向移动，H₂的转化率增大；温度升高，化学反应速率增大，平衡逆向移动，H₂的转化率减小，则350℃时H₂的转化率随时间的变化示意图为，故答案为：．

点评：本题考查了化学平衡计算应用，平衡常数，转化率概念分析应用，影响平衡的因素和图象绘制方法，掌握基础是关键，题目难度中等．