Question

【题目】甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：2H2(g) + CO(g)CH3OH(g)

下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

（1）该反应的平衡常数表达式K=_____________，△H_________0(填“>”、“<”或“=”)。

（2）要提高CO的转化率，可以采取的措施是_____________（填序号）。

a．升温

b．加入催化剂

c．增加CO的浓度

d．恒容加入H2加压

e．恒容加入惰性气体加压

f．分离出甲醇

（3）300℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是_____（填字母）。

A．c（H2）减少B．正反应速率加快，逆反应速率减慢

C．CH3OH 的物质的量增加 D．重新平衡时c（H2）/ c（CH3OH）减小

（4）某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c(CO)＝ 0.2 mol／L，则CO的转化率为__________，此时的温度为________。以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)=_________mol /（L · min）。

Answer 1

【答案】 C(CH3OH)/C2(H2).C(CO) < df CD 80% 250°C 0.08

【解析】(1)该反应平衡常数K=；升高温度平衡向吸热反应方向移动，升高温度平衡常数减小，说明平衡逆向移动，则△H＜0；
②a．正反应是放热反应，升温平衡逆向移动，则CO的转化率降低，故a错误；b．加入催化剂只改变反应速率不影响平衡移动，CO的转化率不变，故b错误；c．增加CO的浓度平衡正向移动，但CO的转化率降低，故c错误；d．加入H2加压平衡正向移动，CO的转化率增大，故d正确；e．加入惰性气体加压，CO、氢气和甲醇的浓度不变，平衡不移动，CO的转化率不变，故e错误；f．分离出甲醇，平衡正向移动，CO的转化率增大，故f正确；故答案为df；
③在其他条件不变的情况下，300℃时，将容器的容积压缩到原来的，相当于增大压强，正逆反应速率都增大，平衡正向移动；A．体积减小，平衡正向移动，但c(H2)增大量大于参加反应的增大浓度，所以平衡时氢气浓度增大，故A错误；B．增大压强，正逆反应速率都增大，故B错误；C．增大压强平衡正向移动，则CH3OH的物质的量增加，故C正确；D．平衡正向移动，氢气物质的量减小、甲醇物质的量增大，则重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小，故D正确；故答案为CD；
④开始时，c(CO)==1mol/L，CO的转化率=×100%=80%；平衡时c(CH3OH)=c(CO) (反应)=(1-0.2)mol/L=0.8mol/L，c(H2)=-2×(1-0.2)mol/L=1.4mol/L，根据平衡常数K===2.041，所以该温度是250℃；
v(CO)==0.08mol/(L·min)，再根据同一可逆反应中同一段时间内各物质的反应速率之比等于其计量数之比得甲醇的反应速率为0.08mol/(L·min)。