Question

工业上一般在恒容密闭容器中用H₂和CO生产燃料甲醇，反应方程式为：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H
（1）如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°C	300°C	350°C
K	2.041	0.270	0.012

①由表中数据判断△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

 

，此时的温度为

 

．
（2）在100℃压强为0.1MPa条件下，容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H₂在催化剂作用下反应生成甲醇，达平衡时CO的转化率为50%，则100℃该反应的平衡常数K=

 

（用含a、V的最简代数式表示）．此时保持温度容积不变，再向容器中充入a mol CH₃OH（g），平衡

 

（填“正向”或“逆向”）移动，再次达到新平衡时，CO的浓度将

 

．（填“减小”或“增大”或“不变”）
（3）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）

 

．
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．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）①根据温度升高，K减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动；
②根据起始量和平衡量计算转化率，根据平衡浓度计算平衡常数，以此判断温度；
（2）根据平衡常数的计算公式计算，根据平衡移动的影响判断移动方向；
（3）反应达到平衡时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生改变，由此衍生的一些物理量也不再发生变化．

解答： 解：（1）①温度升高，K减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故答案为：＜；
 ②达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则转化的CO的物质的量为2.0mol-0.2mol/L×2L=1.6mol，
所以CO的转化率为

1.6mol

2.0mol

×100%=80%，则
       CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始：1mol/L      3mol/L            0
转化：0.8mol/L   1.6mol/L          0.8mol/L
平衡：0.2mol/L   1.4mol/L          0.8mol/L
所以：k=

0.8mol/L

0.2mol/L×(1.4mol/L)2

=2.041（mol/L）^-2，温度应为250℃，
故答案为：80%；250℃；
（2）
                CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始（mol/L）：

a

V

     

2a

V

        O
转化（mol/L）：0.5×

a

V

    

a

V

       0.5×

a

V

平衡（mol/L）：0.5×

a

V

    

a

V

       0.5×

a

V

k=

0.5× a V

0.5× a V ×( a V )2

=

V2

a2

，
再向容器中充入a mol CH₃OH（g），生成物浓度增大，平衡向逆反应方向移动，再次达到新平衡时，虽然CO的物质的量增多，但比总物质的量的增多要小，CO的体积分数反而减小，
故答案为：

V2

a2

；逆向；减小；
（3）A．无论是否达到平衡状态，生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等，故A错误；
B．无论是否达到平衡状态，气体的质量不变，容器的体积不变，则混合气体的密度不变，故B错误；
C．反应前后物质的量变化，质量守恒，混合气体的相对平均分子质量不变，说明反应达到平衡状态，故C正确；
D．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化，说明反应达到平衡状态，故D正确．
故答案为：CD．

点评：本题考查较为综合，涉及化学平衡的计算，平衡状态的判断，平衡常数的计算与运用以及等效平衡问题，题目难度较大．