Question

17．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该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{2}（{H}_{2}）•c（CO）}$，△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②300℃下，将2mol CO、6mol H₂和4molCH₃OH充入2L的密闭容器中，判断反应正向（填“正向”或“逆向”）进行．
③要提高CO的转化率，可以采取的措施是df（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A＜C（填“＞”、“=”或“＜”，下同），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（填“升温”或“降温”）．

Answer 1

分析 （1）①根据化学平衡常数概念k=生成物浓度幂之积：反应物浓度幂之积；分析图象温度升高k减小，向着逆反应方向移动；
②计算300℃下，2mol CO、6mol H2和4molCH3OH充入2L的密闭容器的浓度商Qc，与该温度下的k作比较；
③根据影响化学平衡的因素分析；
（2）增大压强，化学平衡正移动，氢气的体积分数增加；平衡常数与温度有关；该反应为放热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，氢气的体积分数增大，结合图象来分析解答；

解答 解：（1）①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g），K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{2}（{H}_{2}）•c（CO）}$；分析图象，温度升高后K变小，说明反应逆方向移动，即该反应为放热反应，△H＜0；
故答案为：K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{2}（{H}_{2}）•c（CO）}$；＜；
②由图：300℃下，K=0.270，将2mol CO、6mol H₂和4molCH₃OH充入2L的密闭容器中，此时反应的浓度商Qc=$\frac{（4mol÷2L）}{（6mol÷2L）^2•（2mol÷2L）}$=$\frac{2}{9}$＜K，故反应正向进行；
故答案为：正向；  
③要提高CO的转化率，反应正向移动，a．反应为放热反应，升温，逆向移动，错误； b．催化剂不影响平衡，错误； c．增加CO的浓度，平衡正向移动，但CO的转化率减小，错误；d．加入H₂加压，正向移动，且CO的 转化率增大，正确；e．加入惰性气体加压，物质的浓度未变，速率不改变，平衡不移动，错误； f．分离出甲醇，生成物浓度减小，反应正向移动，CO的转化率增大，正确；
故答案为：d f；
（2）A、C两点的表示反应在相同温度不同压强下的状态，压强大的反应速率快，所以A点速率小于C点速率；化学平衡常数与温度有关，A、C温度相同，所以平衡常数也相同；A点H₂的体积分数比B点高，则要求反应逆向移动，该反应是个放热反应，所以选择升温；
故答案为：＜；=；升温．

点评 本题考查化学平衡的图象、，明确外界条件对化学平衡的影响及图象中纵横坐标的含义、“定一议二”“先拐先平”原则即可解答，难度不大．