Question

【題目】甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇： CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室模擬該反應(yīng)并進(jìn)行分析。

（1） 下圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線。

① 該反應(yīng)的焓變ΔH__________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

② T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1_______K2(填 “＞”、“＜”或“＝”)。

③ 若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是______________。

A. 升高溫度 B. 將CH3OH(g)從體系中分離

C. 使用合適的催化劑 D. 充入He，使體系總壓強(qiáng)增大

（2）在容積為2 L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變的情況下，考察溫度對反應(yīng)的影響，如圖所示

下列說法正確的是________(填序號)；

①溫度為T1時，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)＝mol·L－1·min－1

②該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小 ③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2，達(dá)到平衡時增大

（3）在T1溫度時，將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉恒容容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO2的轉(zhuǎn)化率為α，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比為_____________。

Answer 1

【答案】 ＜ ＞ B ③④

【解析】本題主要考查化學(xué)平衡的移動。

（1）① T2時達(dá)到平衡需要的時間短，所以T2溫度較高，升溫平衡左移，所以該反應(yīng)的焓變ΔH<0。

②T1<T2，升溫平衡左移，平衡常數(shù)減小，T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1>K2。

③ A. 升高溫度，平衡左移，甲醇產(chǎn)率降低；B. 將CH3OH(g)從體系中分離，平衡右移，甲醇產(chǎn)率提高；C. 使用合適的催化劑，不影響甲醇產(chǎn)率；D. 充入He，使體系總壓強(qiáng)增大，不影響平衡，不影響甲醇產(chǎn)率。故選B。

（2）①溫度為T1時，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)＝mol·L－1·min－1，故①錯誤；②T1時達(dá)到平衡所需時間比T2長，所以T1<T2，升溫平衡左移，所以反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的大，故②錯誤；③升溫平衡左移，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故③正確；④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2，升溫平衡左移，達(dá)到平衡時增大，故④正確。故選③④。

（3）由CO2和H2合成甲醇，CO2(g)+4H2(g) CH3OH(g) +2H2O(g)，氣體起始物質(zhì)的量為4mol，若CO2的轉(zhuǎn)化率為α，反應(yīng)達(dá)到平衡后，氣體物質(zhì)的量為（4-2α）mol，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比=平衡時氣體物質(zhì)的量與起始?xì)怏w物質(zhì)的量之比==。