Question

【题目】CO可用于合成甲醇，化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。

(1)下图是反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1________(填“>”、“<”或“＝”)K2。在T1温度下，往体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO和2 mol H2，经测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。则该反应的平衡常数为____ 。

②若容器容积不变，下列措施可增加CO转化率的是________(填字母)。

a.升高温度 b.将CH3OH(g)从体系中分离

c.使用合适的催化剂 d.充入He，使体系总压强增大

(2)在容积为1 L的恒容容器中，分别研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三种温度下合成甲醇的规律。如图是上述三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)与CO平衡转化率的关系，则曲线z对应的温度是________℃；该温度下上述反应的化学平衡常数为________。曲线上a、b、c点对应的化学平衡常数分别为K1、K2、K3，则K1、K2、K3的大小关系为________。

Answer 1

【答案】> 12 b 270 4 K1＝K2<K3

【解析】

（1）①根据图象，T2温度下，先达到平衡，说明T2>T1，温度越高，CO的转化率降低，说明正反应方向是放热反应，化学平衡常数只受温度的影响，升高温度，平衡逆反应进行，因此K1>K2；CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始： 1 2 0

消耗： 0.75 1.5 0.75

平衡： 0.25 0.5 0.75 根据化学平衡常数的定义，K=c(CH3OH)/[c2(H2)×c(CO)]，代入数值，得出K=12；

②a、该反应正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向进行，CO的转化率降低，故a不符合题意；

b、从体系中分离CH3OH，降低生成物的浓度，平衡向正反应方向进行，CO的转化率升高，故b符合题意；

c、使用催化剂，平衡不移动，CO转化率不变，故c不符合题意；

d、恒容状态下，充入非反应气体，组分浓度不变，平衡不移动，CO的转化率不变，故d不符合题意，答案为b；

（2）该反应为放热反应，相同起始组成比时，温度越高，平衡向逆反应方向进行，CO的转化率降低，故z曲线代表的是270℃；CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始： 1 1.5 0

消耗： 0.5 1 0.5

平衡： 0.5 0.5 0.5 根据化学平衡常数的定义，K=c(CH3OH)/[c2(H2)×c(CO)]，代入数值，得出K=4；化学平衡常数只受温度的影响，即K1=K2，x的温度比z的温度低，即K3>K1=K2。