Question

17．甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，请回答下列问题：
一定温度下，在一恒容的密闭容器中，由CO和H₂合成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是D（填序号）．
A．每消耗1mol CO的同时生成2molH₂B．混合气体总物质的量不变
C．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化D．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等
②CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示．A、B两点的平衡常数K（A）=K（B）（填“＞”、“=”或“＜”）．
③某温度下，将2.0mol CO和6.0molH₂充入2L的密闭容器中，达到平衡时测得c（CO）=0.25mol/L，CO的转化率=75%，此温度下的平衡常数K=1.3 （保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 ①达到化学平衡时，正逆反应速率相等，各个组分的浓度不随着时间的变化而变化，根据化学平衡的特征，由此衍生出的一系列物理量都不变，据此来判断；
②化学反应的平衡常数随着温度的变化而变化；
③根据化学反应三行式来计算转化率和平衡常数．

解答 解：A．每消耗1molCO的同时生成2molH₂，能证明正逆反应速率是相等的，故A错误；
B、该反应是一个前后气体系数和变化的反应，当混合气体总物质的量不变，达到额化学平衡状态，故B错误；
C．CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化，是化学平衡状态的特征，故C错误；
D．生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等，不能证明正逆反应速率是相等的，此时不一定达到化学平衡，故D正确．
故选D；
②根据图中CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系，A、B两点的温度是一样的，所以平衡常数相等，故答案为：=；
③将2.0mol CO和6.0mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.25mol/L，则
        CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）
初始浓度：1.0    3.0        0
变化浓度：0.75    1.5       0.75
平衡浓度：0.25    1.5       0.75
CO的转化率$\frac{0.75}{1}$×100%=75%，此温度下的化学平衡常数K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•c（{H}_{2}）^{3}}$=$\frac{0.75}{0.25×1．{5}^{2}}$≈1.3，故答案为：75%，1.3．

点评 本题考查化学平衡状态的判断、化学反应速率以及化学平衡常数、转化率是现在考试的热点，注意三行式在计算中的应用，难度不大．