Question

【题目】甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料，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反应的化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如表所示。

化学反应	化学平衡常数	温度(℃)
		500	700	800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH1	K1	2.5	0.34	0.15
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH2	K2	1.0	1.70	2.52
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3	K3

（1）下列措施能使反应③的平衡体系中增大的是__

A.将H2O(g)从体系中分离出去 B.恒容时充入He(g)，使体系压强增大

C.升高温度 D.恒容时再充入1molH2(g)

（2）T℃时，反应③在恒容密闭容器中充入1molCO2和nmolH2，混合气体中CH3OH的体积分数与氢气的物质的量的关系如图1所示。图1中A、B、C三点对应的体系，CO2的转化率最大的是___(填字母)。

（3）工业上也用合成气(H2和CO)合成甲醇，反应为2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH<0，在10L的恒容密闭容器中充入H2和C物质的量比为2：1，测得CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。

①图2中S代表的物理量是___。

②300℃时，氢气的物质的量随时间变化如表所示

反应时间/min	0	1	4	5
H2/mol	8	5.4	4	4

在该温度下，上述反应的平衡常数为___。若再向该平衡体系中再加入2molCO、2molH2、2molCH3OH，保持温度和容器体积不变，则平衡会___(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。

Answer 1

【答案】AD C 压强 6.25L2/mol2 正向移动

【解析】

（1）.A.将H2O(g)从体系中分离出去，减小H2O(g)的浓度，平衡正向移动，n（CH3OH）增大、n（CO2）减小，所以增大，故A正确；

B.充入He(g)，使体系压强增大，因不能改变平衡体系中各物质的浓度，所以平衡不移动，则不变，故B错误；

C.根据上述分析可知，K3=K1×K2，则K3在500℃、700℃、800℃时的数值分别为：2.5、0.58、0.38，说明随温度的升高，平衡常数减小，则反应③是放热反应，则升高温度平衡逆向移动，n（CH3OH）减小、n（CO2）增大，所以减小，故C错误；

D. 再充入1mol H2，平衡正向移动，n（CH3OH）增大、n（CO2）减小，所以增大，故D正确；

答案选AD；

（2）增大氢气的量，CO2的转化率增大，C点时氢气的量最大，故CO2的转化率最大；答案选C；

（2）①反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH<0的正反应是气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的平衡转化率减小。增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，故S代表的物理量是压强；

②300℃时，根据表中数据及三段式可知，

2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)

起始量（mol/L） 0.8 0.4 0

变化量（mol/L） 0.4 0.2 0.2

平衡量（mol/L） 0.4 0.2 0.2

平衡常数K==6.25L2/mol2

达到平衡后，再向该平衡体系中再加入2molCO、2molH2、 2molCH3OH 若保持温度和容器休积不变，相当于增大压强，平衡将向正反应方向移动。