题目内容

【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(于固定容器中进行):2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
(1)如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该反应的熵变△S0 ( 填:“<,>,=”).该反应在(填:高温或低温)条件下能自发进行.
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.加入H2加压
e.加入惰性气体加压 f.分离出甲醇
(2)如图表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率AC(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数AC,由状态B到状态A,可采用的方法(填“升温”或“降温”).

【答案】
(1)<;低温;df
(2)<;=;升温
【解析】解:(1)①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)反应气体的物质的量减少,所以△S<0;由表中数据可知温度升高,K值减小,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应即为放热反应△H<0,由△G=△H﹣T△S可知,反应在低温条件下能自发进行,所以答案是:<;低温;②a.升温平衡逆向移动,则CO的转化率减小,故错误;
b.加入催化剂平衡不移动,则CO的转化率不变,故错误;
c.增加CO的浓度,平衡虽然正向移动,但CO的转化率减小,故错误;
d.加入H2加压,平衡正向移动,CO的转化率提高,故正确;
e.加入惰性气体加压,平衡不移动,则CO的转化率不变,故错误;
f.分离出甲醇,平衡正向移动,CO的转化率提高,故正确;
故选:d f;(2)因为压强越大反应速率越大,所以A、C两点的反应速率A<C;化学平衡常数仅与温度有关,所以A、C两点的化学平衡常数A=C;由状态B到状态A,可采用升温的方法,所以答案是:<;=;升温.
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征的相关知识点,需要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)才能正确解答此题.

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