Question

【题目】甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．工业上一般采用下列两种反应合成甲醇．
反应Ⅰ：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H1
反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H2
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数（K）：

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.0	0.27	0.012

（1）在一定条件下将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中发生反应Ⅰ，5min后测得c（CO）=0.4mol/L，计算可得此段时间的反应速率（用H2表示）为mol/（Lmin）．
（2）由表中数据判断△H10 （填“＞”、“＜”或“=”）；
反应CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）△H3= （用△H1和△H2表示）．
（3）若容器容积不变，则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是 （填字母序号）．
a．充入CO，使体系总压强增大 b．将CH3OH（g）从体系中分离
c．充入He，使体系总压强增大 d．使用高效催化剂
（4）写出反应Ⅱ的化学平衡常数表达式：KⅡ=；保持恒温恒容，将反应Ⅱ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，则化学平衡移动（填“正向”、“逆向”或“不”），平衡常数KⅡ（填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

【答案】
（1）0.24
（2）＜,△H2﹣△H1
（3）b
（4）,正向,不变
【解析】解：（1）CO浓度变化量为 ﹣0.4mol/L=0.6mol/L，故v（CO）= =0.12mol/（Lmin），速率之比等于化学计量数之比，故v（H2）=2v（CO）=2×0.16mol/（Lmin）=0.24mol/（Lmin），

所以答案是：0.24；
（2）由表中数据可知，随温度升高，平衡常数K减小，说明温度升高，平衡逆向进行，所以正向是放热反应，即△H1＜0，

反应Ⅰ：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H1

反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H2

根据盖斯定律Ⅱ﹣Ⅰ得到CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）△H3=△H2﹣△H1，
所以答案是：＜；△H2﹣△H1；
（3）a．充入CO，使体系总压强增大，平衡向正反应移动，但CO的转化率降低，故a错误；

b．将CH3OH（g）从体系中分离，平衡向正反应方向移动，CO转化率增大，故b正确；

c．充入He，使体系总压强增大，各物质的浓度不变，平衡不移动，CO转化率不变，故c错误；

d．使用高效催化剂，平衡不移动，CO的转化率不变，故d错误；

所以答案是：b；
（4）反应Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）的平衡常数k= ；

保持恒温恒容，将反应Ⅱ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，相对于增大压强平衡向气体体积减小的方向移动即正向移动；平衡常数仅与温度有关，所以平衡常数KⅡ不变，
所以答案是： ；正向；不变．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效），以及对化学平衡状态的判断的理解，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．