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．已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学平衡常数如表所示：

化学反应	平衡常温	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	2.5
③3H2（g）+CO2（g）CH3OH（g）+H2O（g）	K3

（1）反应②是（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）某温度下反应①中H2的平衡转化率（a）与体系总压强（p）的关系如图甲所示．则平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A）K（B）（填“＞”“＜”或“=”）．

（3）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在某时刻时，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“＜”）．
（4）在3L容积可变的密闭容器中发生反应②，已知c（CO）﹣t（反应时间）变化曲线Ⅰ如图乙所示，若在t0时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条是 ．

Answer 1

【答案】
（1）吸热
（2）=
（3）K1?K2；＞
（4）加入催化剂；将容器的体积快速压缩至2L
【解析】解：（1）分析图表数据，反应②平衡常数随温度升高增大，平衡正向进行，正反应是吸热反应，所以答案是：吸热；（2）依据平衡常数随温度变化，不随压强变化分析，图象中平衡状态由A变到B时，压强改变，温度不变，所以平衡常数不变；所以答案是：=；（3）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；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 ， 所以答案是：=；K1K2；＞；（4）图象分析曲线Ⅰ变化为曲线Ⅱ是缩短反应达到平衡的时间，最后达到相同平衡状态，体积是可变得是恒压容器，说明改变的是加入了催化剂；当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时一氧化碳物质的量增大，反应是气体体积不变的反应，可变容器中气体体积和浓度成反比，气体物质的量不变，曲线Ⅰ，体积为3L，一氧化碳浓度为3mol/L，改变条件不好为曲线Ⅱ，一氧化碳浓度为4.5mol/L，则体积压缩体积为：3：V=4.5：3，V=2L，所以将容器的体积快速压缩至2L符合；所以答案是：加入催化剂；将容器的体积快速压缩至2L．
【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）．