题目内容
【题目】目前工业上可利用 CO 或 CO2 来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三 个化学反应进行了探究。已知在不同温度下的化学平衡常数(K1、K2、K3)如表所示。
化学反应 | 焓变 | 平衡 常数 | 温度/℃ | ||
500 | 700 | 800 | |||
①2H2(g)＋CO(g) | ΔH1 | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
②CO2(g)＋H2(g) | ΔH2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
③CO2(g)＋3H2(g) | ΔH3 | K3 | |||
请回答下列问题：
（1）反应②是_____(填“吸热”或“放热”)反应；反应③的平衡常数表达式为 K=_____；
（2）根据反应①与②可推导出 K1、K2 与 K3 之间的关系，则 K3＝_____(用 K1、K2 表示)；根据反应③判断ΔS_____(填“>”“＝”或“<”)0，在_____(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自 发进行。
（3）要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动，可采取的措施有___________ (填字母，后同)。
A．缩小反应容器的容积 B．增大反应容器的容积 C．升高温度
D．使用合适的催化剂 E．从平衡体系中及时分离出 CH3OH
（4）500 ℃时，测得反应③在某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为 0.1 mol·L－1、0.8 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.15 mol·L－1，则此时 v(正)__________ v(逆)(填“>”“＝”或“<”)。
【答案】吸热 
K1×K2 < 较低 BC >
【解析】
(1)反应②平衡常数随温度升高增大，说明升高温度平衡正向进行，正反应是吸热反应，反应③的平衡常数表达式为 K=
故答案为：吸热；；
(2)反应③3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)是气体体积减小的反应△S<0；分析反应特征可知反应①+②可得反应③，则平衡常数K3=K1×K2，计算不同温度下反应③的平衡常数，500C时，K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5，800C时，K3=K1×K2=2.52×0.15=0.375，结合温度变化分析，随温度升高，平衡常数减小，平衡逆向进行，所以判断反应③是放热反应，焓变△H<0，利用复合判据△G=△H-T△S < 0反应自发进行，所以反应③在只有在低温下能自发进行，
故答案为：K1×K2；<；较低；
(3)A.缩小反应容器的容积，缩小反应容器的容积，压强增大，平衡向正向移动，故A错误；
B.扩大反应容器的容积，扩大反应容器的容积，压强减小，平衡逆向移动，故B正确；
C.由于K3=K1×K2，由表中数据可知，升高温度平衡常数减小，平衡逆向移动，故C正确；
D.使用合适的催化剂，可以加快反应速率，但不影响平衡移动，故D错误；
E.从平衡体系中及时分离出CH3OH，生成物浓度减小，平衡正向移动，故E错误；
故选BC；
(4)500℃时K3=K1×K2=2.5，浓度商Qc=
=1.4<K=2.5，反应向正反应进行，故v(正)>v(逆)，
故答案为：>。
