Question

在一定温度下，将1molCO与3molH₂气体充入一体积不变的密闭容器中，在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）
（1）该反应的△H

 

0（填“＜”“＞”或“=”），原因是

 

．
（2）保持反应条件不变，下列能说明反应达到平衡状态的是

 

．
a．化学平衡常数K值不再发生变化
b．容器内气体密度不再发生变化
c．容器内压强不再发生变化
（3）若反应分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c（CO）=0.100mol?L^-1、c（H₂）=0.200mol?L^-1、c（CH₃OH）=0mol?L^-1．CO的浓度随时间的变化分别如图中①②③曲线所示．则反应①、②的平衡常数K₁、K₂的大小关系为

 

（填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”）；相对于反应①来说，反应②和反应③改变的条件分别为

 

和

 

．
（4）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的实验设计表中．请将表中剩余的实验条件、数据填满．

实验编号	T（℃）	n（CO）/n（H2）	p（MPa）
ⅰ	150	1/3	0.1
ⅱ			5
ⅲ	350		5

Answer 1

考点：化学平衡状态的判断,反应热和焓变,化学平衡常数的含义

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据△H-T△S＜0，△S＜0进行判断；
（2）化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断，得出正确结论；
（3）平衡常数只与温度有关；催化剂加快化学反应速率，对平衡无影响；降低温度，化学反应速率减慢，平衡正向移动；
（4）探究外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响时，每次只能改变一个条件，即遵循“多定一变”的原则．

解答： 解：（1）反应能自发进行，故△H-T△S＜0，△S＜0，故△H＜0，
故答案为：＜；反应能自发进行，故△H-T△S＜0，△S＜0，故△H＜0；
（2）a．平衡常数只与温度有关，故化学平衡常数K值不再发生变化不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故a错误；
b．密度=

总质量

体积

，总质量不变，体积不变，故容器内气体密度不再发生变化不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故b错误；
c．反应前后气体的化学计量数不等，故容器总压强不随时间改变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故c正确；
故选c；
（3）平衡常数只与温度有关，温度相同，平衡常数相等，故K₁=K₂；由图中曲线可知，反应①②达到的平衡相同，但反应②速率快，故反应②改变的条件是催化剂；而反应③反应速率减小，CO的平衡浓度也减小，说明平衡向右移动，故反应③改变的条件是降低温度，
故答案为：等于；催化剂；降低温度；
（4）探究外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响时，每次只能改变一个条件，与ⅰ相比，ⅱ改变的是压强，故温度和浓度比与ⅰ相同；与ⅱ相比，ⅲ改变的是温度，故浓度比和压强与ⅱ相同；
故答案为：

实验编号	T（℃）	n（CO）/n（H2）	p（MPa）
ⅰ
ⅱ	150	1/3
ⅲ		1/3

．

点评：本题考查反应热的判断、化学平衡标志的判断、平衡常数的影响因素，外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，知识面较广，难度中等．