Question

工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
（1）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）

CD

．
A．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的相对平均分子质量不变
D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化
（2）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①由表中数据判断该反应的△H

＜

0（填“＞”、“=”或“＜”）；
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）=0.2mol/L，则CO的转化率为

80%

，此时的温度为

250℃

．
（3）要提高CO的转化率，可以采取的措施是

df

．
a．升温        b．加入催化剂        c．增加CO的浓度
d．加入H₂加压e．加入惰性气体加压    f．分离出甲醇．

Answer 1

分析：（1）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变，以此分析；
（2）①升高温度，可逆反应向吸热反应方向移动，根据平衡常数与温度变化关系确定焓变；
②转化率=

n(CO)(反应)

n(CO)(反应开始)

×100%，根据平衡浓度计算出平衡常数来确定温度；
（3）要提高CO的转化率，必须使可逆反应向正反应方向移动．

解答：解：（1）A．无论反应是否达到平衡状态，生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率始终相等，所以不能作为判断平衡状态的依据，故错误；
B．混合物的质量始终不变，容器的体积不变，所以混合气体的密度始终不变，所以不能作为判断平衡状态的依据，故错误；
C．反应前后，混合气体的物质的量改变，气体的质量不变，反应达到平衡状态时，混合气体的相对平均分子质量不变，所以能作为判断平衡状态的依据，故正确；
D．反应达到平衡状态时，CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化，所以能作为判断平衡状态的依据，故正确；
故选CD；
（2）①升高温度，平衡向吸热方向移动，根据表格知，温度越高，化学平衡常数越小，说明平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，即△H＜0，
故答案为：＜；
②平衡时一氧化碳的物质的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，转化率=

n(CO)(反应)

n(CO)(反应开始)

×100%=

(1-0.4)mol

2mol

×100%=80%，
         CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）单位为mol/L
反应开始 1mol/L  3mol/L      0      
反应    0.8mol/L 1.6mol/L    0.8mol/L
平衡    0.2mol/L 1.4mol/L   0.8mol/L
平衡常数K=

0.8mol/L

0.2mol/L．(1.4mol/L)2

=2.04，所以是250℃；
故答案为：80%；250℃；
（3）a．该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，故错误；        
b．催化剂对平衡移动无影响，故错误；        
c．增加CO的浓度，平衡向正反应方向移动，但CO的转化率降低，故错误；
d．加入H₂加压，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大，故正确；
e．加入惰性气体加压，参加反应的气体压强不变，平衡不移动，故错误；    
f．分离出甲醇，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的转化率增大，故正确；
故选df．

点评：本题考查了影响化学平衡移动的因素、平衡状态的判断等知识点，易错选项是（3）C，注意加入CO虽然能使平衡向正反应方向移动，但一氧化碳的转化率降低，为易错点．