Question

【题目】甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料．工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇．已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示：

化学反应	平衡 常数	温度/℃
		500	800
①2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）	K1	2.5	0.15
②H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g）	K2	1.0	2.50
③3H2（g）+CO2（g）CH3OH（g）+H2O（g）	K3

（1）据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3=（用K1、K2表示）．500℃时测得反应③在某时刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的浓度（molL﹣1）分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正v逆（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）对于反应③，在相同温度和容积不变时，能说明该反应已达平衡状态的是
A.n（CO2）：n（H2）：n（CH3OH）：n（H2O）=1：3：1：1
B.容器内压强保持不变
C.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3：1
D.容器内的密度保持不变．

Answer 1

【答案】
（1）K1?K2,＞
（2）B,C
【解析】解：（1）反应③3H2（g）+CO2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）是气体体积减小的反应△S＜0，依据反应①+②得到反应③，所以平衡常数K3=K1×K2，结合温度变化分析，随温度升高，平衡常数减小，平衡逆向进行，所以判断反应是放热反应，焓变△H＜0，在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③，测得反应③在某时刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O （g）的浓度（mol/L）分别为0.8、0.1、0.3、0.15，Q= =0.87＜K=2.5，反应正向进行，V正＞V逆，

（2）A．n（CO2）：n（H2）：n（CH3OH）：n（H2O）=1：3：1：1，不能判断正逆反应速率是否相等，无法判断是否达到平衡状态，故A错误；

B．该反应是体积减小的反应，容器内压强保持不变，表明正逆反应速率相等，各组分的浓度不再变化，达到了平衡状态，故B正确；

C．H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3：1，表示的是正逆反应速率，且满足计量数关系，说明达到了平衡状态，故C正确；

D．容器内的密度保持不变，反应方程式两边都是气体，气体的总质量不变，容器的容积固定，所以反应过程中气体的密度始终不变，所以密度不能作为判断平衡状态的依据，故D错误；
所以答案是：（1）K1K2；＞；（2）BC
【考点精析】关于本题考查的化学平衡状态的判断和化学平衡的计算，需要了解状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等；反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%才能得出正确答案．