Question

【题目】甲醇被称为21世纪的新型燃料，工业上通过下列反应①和②，用CH4和H2O为原料来制备甲醇． ①CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H1
②CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H2
将0.20mol CH4（g）和0.30mol H2O（g）通入容积为10L的密闭容器中，在一定条件下发生反应①，达到平衡时，CH4的转化率与温度、压强的关系如图．

（1）温度不变，缩小体积，增大压强，①的反应速率（填“增大”、“减小”或“不变”），平衡向方向移动．
（2）温度升高，反应①的△H10（填“＜”、“=”或“＞”），其平衡常数表达式为K= ， 100℃时的平衡常数值是 ．
（3）在压强为0.1MPa条件下，将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下进行反应②生成甲醇．为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中．请在下表空格中填入剩余的实验条件数据．

实验编号	T（℃）	n （CO）/n（H2）	P（MPa）
I	150	1/3	0.1
II			5
III	350		5

Answer 1

【答案】
（1）增大；逆反应方向或左
（2）＞；；1.35×10﹣3
（3）150；1/3；1/3
【解析】解：（1）CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）为气体体积增大的反应，增大压强，反应速率增大，平衡逆反应方向或左移动，所以答案是：增大； 逆反应方向或左； （2）由图可知，升高温度，甲烷的转化率增大，即升高温度平衡正向移动，可知△H1＞0；K= ，100℃时的甲烷转化率为0.5，则

	CH4（g）+	H2O（g）		CO（g）+	3H2（g）
开始	0.02	0.03		0	0
转化	0.01	0.01		0.01	0.03
平衡	0.01	0.02		0.01	0.03

K= =1.35×10﹣3 ，
所以答案是：＞； ；1.35×10﹣3；（3）寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，则实验I和II只有压强不同，II和III只有温度不同，则II中数据分别为150、1/3，III中数据为1/3，所以答案是：

实验编号	T（℃）	n（CO）/n（H2）	P（MPa）
I
II	150	1/3
III		1/3

【考点精析】掌握化学平衡的计算是解答本题的根本，需要知道反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．