Question

工业生产中用CO可以合成甲醇CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），△H=-90.1kJ?mol^-1在一定压强下，容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示．
①p₁

 

p₂（填“大于”、“小于”或“等于”）；
②100℃时，该反应的化学平衡常数K=

 

（mol?L^-1）^-2；
③在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a mol H₂，达到新平衡时，CO的转化率

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

考点：转化率随温度、压强的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：①相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大；
②该温度下，平衡时n（CO）=amol×（1-0.5）=0.5amol，n（CH₃OH）=c（CO）（参加反应）=amol×0.5=0.5amol，n（H₂）=2amol-2×amol×0.5=amol，则c（CO）=

0.5a

V

mol/L、c（CH₃OH）=

0.5a

V

mol/L、c（H₂）=

a

V

mol/L，化学平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；
③在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a mol H₂，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动．

解答： 解：①相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大，根据图象知，p₁小于p₂，故答案为：小于；
②该温度下，平衡时n（CO）=amol×（1-0.5）=0.5amol，n（CH₃OH）=c（CO）（参加反应）=amol×0.5=0.5amol，n（H₂）=2amol-2×amol×0.5=amol，则c（CO）=

0.5a

V

mol/L、c（CH₃OH）=

0.5a

V

mol/L、c（H₂）=

a

V

mol/L，化学平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

=

0.5a V

0.5a V ×( a V )2

=（

V

a

）²，
故答案为：（

V

a

）²；
③在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a mol H₂，相当于将2amolCO、4amolH₂充入2VL密闭容器中，当反应达到平衡状态时再缩小体积至VL，增大压强，平衡向正反应方向移动，所以CO的转化率增大，故答案为：增大．

点评：本题考查转化率与温度、压强关系，明确温度、压强对该反应平衡影响是解本题关键，注意③中采用等效平衡方法解答，题目难度中等．