Question

【題目】甲醇是一種可再生能源，具有開發和應用的廣闊前景，工業上一般可采用如下反應來合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H

（1）化學平衡常數表達式為K=___________________。

（2）下圖是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線。

① 該反應的焓變ΔH______0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

② T1和T2溫度下的平衡常數大小關系是K1____________K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。

③ 若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產率的是_________。

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，使體系總壓強增大

（3）已知在常溫常壓下：① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH ＝-a kJ·mol-1② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH ＝-b kJ·mol-1③ H2O(g)= H2O(l) ΔH＝-c kJ·mol-1，則，CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l)ΔH＝___kJ·mol-1。

Answer 1

【答案】c(CH3OH)/c2(H2)c(CO) ﹤ ﹥ b （-a+b-4c)/2

【解析】

(1)根據平衡常數的定義進行書寫；
(2)①根據“先拐先平數值大”知T2>T1，根據溫度對平衡移動影響規律進行分析；

②該反應為放熱反應，升高溫度，平衡左移，平衡常數減��；

③若容器容積不變,為增加甲醇產率可以采用增加反應物濃度、減小生成物濃度或降低溫度；
（3）根據蓋斯定律計算。

(1)化學平衡常數K= c(CH3OH)/c2(H2)c(CO)；

因此，本題正確答案是: c(CH3OH)/c2(H2)c(CO)；

(2)①根據“先拐先平數值大”知T2>T1,升高溫度CO的轉化率降低,平衡向逆反應方向移動,則正反應是放熱反應, ΔH<0；

因此，本題正確答案是: <。

② 該反應正反應為ΔH<0，放熱反應，T2>T1,升高溫度，平衡左移，平衡常數減小，所以K1﹥K2；

綜上所述，本題答案是：﹥。

③a.升高溫度,平衡向逆反應方向移動,則減少甲醇產率,故錯誤；
b.將CH3OH從體系中分離,平衡向正反應方向移動,則增加甲醇產率,故正確；

c.使用合適的催化劑只改變反應速率,不影響平衡移動,所以甲醇的產率不變,故錯誤；
d.充入He，使體系總壓強增大,但反應物、生成物濃度不變,則平衡不移動,甲醇的產率不變,故錯誤；
綜上所述，本題選b。

（3）① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH ＝-a kJ·mol-1② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH ＝-b kJ·mol-1③ H2O(g)= H2O(l) ΔH＝-c kJ·mol-1，根據蓋斯定律可知：[①-②+4×③]/2得CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l) ΔH＝（-a+b-4c)/2 kJ·mol-1；

綜上所述，本題答案是：（-a+b-4c)/2 。