Question

（16分）工業上可以在恒容密閉容器中采用下列反應制備甲醇：
CO（g）＋2H₂（g）CH₃OH（g）
（1）下列情況可以作為判斷反應達到平衡狀態的依據的是（填序號）                。
A．生成CH₃OH 的速率與消耗H₂的速率之比為1︰2
B．混合氣體的平均相對分子質量保持不變
C．混合氣體的密度保持不變
D．體系內的壓強保持不變
（2）下表所列數據為該反應在不同溫度下的化學平衡常數：

溫度/℃	250	300	350
K	2.041	0.270	0.012

 
①反應的平衡常數表達式為K=          。由上表數據判斷，該反應的△H    0（填“＞”、“＝”或“＜”）。升高溫度，正反應速率       （填“增大”、“減小”或“不變”）。
②某溫度下，將2molCO和6molH₂充入一個容積為2L的密閉容器中，達到平衡時c(H₂)=1.4mol/L，則CO的轉化率為        ，此時的溫度為         。
（3）欲提高CO的轉化率，可采取的措施是                。（填序號）
A．升溫
B．加入更高效的催化劑
C．恒容條件下充入CO
D．恒容條件下充入H_２
E．恒容條件下充入氦氣
F．及時移走CH₃OH
（4）一定條件下，CO和H₂在催化劑作用下生成1molCH₃OH的能量變化為90.8kJ。該溫度下，在三個容積相同的密閉容器中，按不同方式投料，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數據如下：

容器		甲	乙	丙
投料方式		1molCO、2molH2	1molCH3OH	2molCH3OH
平衡數據	C(CH3OH)/(mol/L)	c1	c2	c3
	體系壓強(Pa)	p1	p2	p3
	反應的能量變化	akJ	bkJ	ckJ
	原料轉化率	α1	α2	α3

 
下列分析正確的是             。（填序號）
A．2c₁＜c₃        B．2 p₁＜p₃     C．|a|＋|b|＝90.8     D．α₁＋α₃＞1

Answer 1

（1）BD（答對一個給1分）
（2）①  ＜  增大
②80％   250℃
（3）DF（答對一個給1分）
（4）AC（答對一個給1分，見錯不給分）

試題分析：（1）A、同一方向，錯誤；B、反應中氣體的總物質的量變化，氣體的質量不變，所以相對分子質量是變量，當不變時達到平衡，正確；C、密度是定值，錯誤；D、氣體的壓強與物質的量成正比，壓強是變量，當不變時達到平衡，正確。（2）溫度升高，K變小，反應放熱；升高溫度正逆反應速率均增大；通過平衡計算的三步法直接計算可得；（3）A、升溫平衡逆向移動，轉化率降低，錯誤；B、催化劑不改變平衡狀態，錯誤；C、加入CO，其轉化率降低，錯誤；D、加入氫氣，增加CO轉化率，正確；E、恒容條件下通入不反應的氣體不能不移動，錯誤；F、降低生成物濃度，平衡正向移動，反應物轉化率提高，正確；
（4）根據題意，把丙設置為丁，則甲乙丁為等效平衡，把丁壓縮到一個容器中，增大壓強，平衡向生成甲醇的方向移動，故有2c₁＜c₃ ，壓強2 p₁＞p₃；甲乙是從兩個不同方向進行到同一個平衡，故有
|a|＋|b|＝90.8 ，α₁＋α₂ =1，丙中甲醇轉化率小，故有α₁＋α₃＜1。