Question

4．工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8kJ/mol
（1）要提高CO的转化率，可以采取的措施是df．
a．升温               b．加入催化剂          c．增加CO的浓度
d．充入H₂            e．充入惰性气体        f．分离出甲醇
（2）在容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如表：

容器		甲	乙	丙
反应物投入量		1mol CO、2mol H2	1mol CH3OH	2mol CH3OH
平衡 时数 据	CH3OH的浓度（mol/L）	c1	c2	c3
	反应的热量变化	a kJ	b kJ	c kJ
	体系压强（Pa）	p1	p2	p3
	反应物转化率	α1	α2	α3

下列说法正确的是D．
A．2c₁＞c₃      B．a+b＜90.8       C．2p₂＜p₃      D．α₁+α₃＜1．

Answer 1

分析 （1）要提高CO的转化率，可以采取措施使平衡向正反应移动，据此结合选项解答；
（2）A、甲、丙相比较，把甲等效为开始加入1molCH₃OH，丙中甲醇的物质的量为甲的2倍，压强增大，对于反应CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），平衡向生成甲醇的方向移动；
B、由题目可知生成1molCH₃OH的能量变化为$\frac{454kJ}{5}$=90.8kJ，甲、乙平衡状态相同，令平衡时甲醇为nmol，计算反应热数值，据此判断；
C、比较乙、丙可知，丙中甲醇的物质的量为乙的2倍，压强增大，对于反应CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），平衡向生成甲醇的方向移动；
D、甲、乙处于相同的平衡状态，则α₁+α₂=1，由C的分析可知α₂＞α₃，据此判断．

解答 解：（1）a．升温，平衡向逆反应方向移动，CO的转化率的减小，故a错误；
b．加入催化剂，平衡不移动，转化率不变，故b错误；
c．增加CO的浓度，CO的转化率的减小，故c错误；
d．恒容充入H₂，平衡向正反应方向移动，转化率增大，故d正确；
e．恒压充入惰性气体，平衡不移动，转化率不变，故e错误；
f．分离出甲醇，平衡向正反应方向移动，转化率增大，故f正确．
故答案为：df；
（2）A、甲、丙相比较，把甲等效为开始加入1molCH₃OH，丙中甲醇的物质的量为甲的2倍，压强增大，对于反应CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），平衡向生成甲醇的方向移动，故2c₁＜c₃，故A错误；
B、由题目可知生成1molCH₃OH的能量变化为$\frac{454kJ}{5}$=90.8kJ，甲、乙平衡状态相同，令平衡时甲醇为nmol，对于甲容器，a=90.8n，等于乙容器b=90.8（1-n），故a+b=90.8，故B错误；
C、比较乙、丙可知，丙中甲醇的物质的量为乙的2倍，压强增大，对于反应CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），平衡向生成甲醇的方向移动，故2p₂＞p₃，故C错误；
D、甲、乙处于相同的平衡状态，则α₁+α₂=1，由C的分析可知α₂＞α₃，所以a₁+a₃＜1，故D正确，
故答案为：D．

点评 本题考查较为综合，涉及化学平衡的移动原理以及等效平衡问题，难度较大，注意（2）题为易错点、难点，注意理解等效平衡问题．