(14分)工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:
CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) ΔH
(1)下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 |
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)= 0.2 mol/L,此时的温度为 。
(2)T℃时,在时间t0时刻,合成甲醇反应达到平衡,若在t1时刻将容器的体积缩小一倍,假定在t2时刻后又达到新的平衡,请在图中用曲线表示在t1~t2阶段氢气、甲醇物质的量浓度随时间变化的趋势示意图(其它条件不变,曲线上必须标明氢气、甲醇)。
(3)300℃、1.01×105Pa下,上述反应的ΔH数值为90.8 kJ/mol。在该温度下,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
| 容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
| 反应物投入量 | 1 mol CO、2 mol H2 | 1 mol CH3OH | 2 mol CH3OH | |
| 平衡时数据 | CH3OH的浓度(mol/L) | c1 | c2 | c3 |
| 反应放出或吸收的能量 | x kJ | y kJ | z kJ | |
| 反应物转化率 | Ф1 | Ф2 | Ф3 | |
①2c1 c3 ② x+y 90.8 ③Ф1+Ф3 1
. (10分)下列三个化学反应的平衡常数(K1、K2、K3)与温度的关系分别如下表所示:![]()
请回答:
(1)反应①是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)写出反应③的平衡常数K3的表达式 。
(3)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)。
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向逆反应方向移动,可采取的措施有
________(填写字母序号)。
| A.缩小反应容器的容积 |
| B.扩大反应容器的容积 |
| C.升高温度 |
| D.使用合适的催化剂 |
(5)若反应③的逆反应速率与时间的关系如图所示:
①可见反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的是什么条件:t2时__________________;t8时__________________。
②若t4时降压, t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时
间的关系线。