Question

【題目】冬季是霧霾天氣高發的季節，其中汽車尾氣和燃煤尾氣是造成霧霾的原因之一。

（1）使用甲醇汽油可以減少汽車尾氣對環境的污染。工業上在200℃和10MPa的條件下可用甲烷和氧氣通過銅制管道反應制得甲醇，已知一定條件下，CH4和CH3OH的燃燒熱分別784kJ/mol和628kJ/mol ,則CH4(g) +O2(g) = CH3OH(g) △H=___。

（2）二甲醚也是清潔能源。用合成氣在催化劑存在下制備二甲醚的反應原理為:2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) △H＜0。

①.某溫度下，將2.0molCO(g)和6.0molH2(g)充入容積為2L的密閉容器中，反應到達平衡時，改變壓強和溫度，平衡體系中 CH3OCH3(g) 的物質的量分數變化情況如圖所示，關于溫度和壓強的關系判斷正確的是___。

A. P1＞P3, T1＞T3 　B. P3＞P2，T3＞T2 　　C.P2＞P4，T4＞T2 　　D.P1＞P4，T2＞T3

②在恒容密閉容器里按體積比為1:3充入一氧化碳和氫 氣，一定條件下反應達到平衡狀態．當改變反應的某一個條件后，下列變化能說明平衡一定向逆反應方向移動的是___

A．氫氣的轉化率減小 B．逆反應速率先增大后減小

C．化學平衡常數K值增大 D．某反應物的體積百分含量增大

（3）在一容積可變的密閉容器中充有10 mol CO和20 mol H2, 發生反應CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，CO的平衡轉化率[與溫度(T)、壓強(p)的關系如圖所示。

①A、B、C三點對應的平衡常數KA、KB、KC的大小關系為______。

②若達到平衡狀態A時，容器的體積為10 L，則在平衡狀態B時容器的體積為________L。

Answer 1

【答案】-156kJ/mol AD B KA=KB＞KC 2

【解析】

（1）根據蓋斯定律進行分析；

（2）①.由反應方程式知，增大壓強，平衡正向移動，則P1＞P2＞P3＞P4；由方程式知，升高溫度，平衡逆向移動，則T1＞T2＞T3＞T4。

②根據影響化學平衡移動的外界因素及平衡移動原理、化學平衡狀態的特征進行分析；

（3）①根據溫度對化學平衡常數的影響進行分析。

② 根據兩點溫度相同則平衡常數相同進行計算。

（1）CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-784kJ/mol ①

CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-628kJ/mol ②

①-②得：CH4(g) +O2(g) = CH3OH(g) △H=-156kJ/mol。答案為：-156kJ/mol；

（2）①.由反應方程式2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) △H＜0可知，增大壓強，平衡正向移動，則P1＞P2＞P3＞P4；由方程式知，升高溫度，平衡逆向移動，則T1＞T2＞T3＞T4。答案為：AD；

②2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) △H＜0

A．從反應方程式可以看出，若往平衡體系中充入H2，平衡正向移動，但氫氣的轉化率減小，A不合題意；

B．逆反應速率先增大后減小，則可能是升高溫度或往平衡體系中充入CH3OCH3或H2O(g)，平衡逆向移動，B符合題意；

C．化學平衡常數K值增大，只能為降低溫度，平衡正向移動，C不合題意；

D．某反應物的體積百分含量增大，可能是往平衡體系中加入該反應物，則平衡正向移動，D不合題意。答案為：B；

（3）①從圖中可以看出，升高溫度，CO的轉化率減小，則平衡逆向移動，△H＜0。在A、B點，溫度相同，對應的平衡常數KA=KB；A、C點，T1＜T2，對應的平衡常數KA＞KC，從而得出A、B、C三點對應的平衡常數KA、KB、KC的大小關系為KA=KB＞KC。

② 在A點，容器體積為10L：

K=；

在B點，設氣體的體積為V：

A和B兩點的溫度相同，則平衡常數相同，故K=，解之得，V=2L。答案為：2。