Question

【题目】在恒压密闭容器中，充入一定量的H2和CO2 发生如下可逆反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）ΔH ＜0，实验测得反应物在不同温度下，反应体系中CO2的平衡转化率与压强的关系曲线如图所示。

（1）该反应的ΔS______0（填＞或＜），该反应在_______（填“低温”或“高温”）条件下利于自发进行；

（2）比较T1与T2的大小关系：T1__T2（填“＜”、“＝”或“＞”），理由是_______。

（3）在T1和P6的条件下，往密闭容器中充入3 mol H2和1 mol CO2，该反应在第5 min时达到平衡，此时容器的体积为1.8 L；则该反应在此温度下的平衡常数为____；若温度不变，压强恒定在P8的条件下重新达到平衡时，容器的体积变为_____L。

Answer 1

【答案】<低温＜反应Ⅲ为放热反应，温度降低，反应正向移动，所以T1＜T24/27或0.1488/15或0.533

【解析】

（1）根据方程式可知正反应是体积减小的放热的可逆反应，因此该反应的ΔS＜0；由于ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应自发进行，所以该反应在低温下自发进行；

（2）反应放热反应，温度降低，反应正向移动，二氧化碳的转化率升高，所以T1＜T2；

（3）在T1和P6的条件下平衡时二氧化碳的转化率是40%，则根据方程式可知

CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）

初始量：1mol 3mol 0 0

变化量：0.4mol 1.2mol 0.4mol 0.4mol

平衡量：0.6mol 1.8mol 0.4mol 0.4mol

达到平衡时容器的体积为1.8 L，所以CO2、H2、CH3OH、H2O（g）的浓度分别是（mol·L－1）1/3、1、2/9、2/9，所以平衡常数K＝；若温度不变，压强恒定在P8的条件下重新达到平衡时，二氧化碳的转化率是60%。则

CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）

初始量：1mol 3mol 0 0

变化量：0.6mol 1.8mol 0.6mol 0.6mol

平衡量：0.4mol 1.2mol 0.6mol 0.6mol

温度不变，K不变，则

解得V＝8/15 L。