Question

【題目】CO可用于合成甲醇，化學方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。

(1)下圖是反應CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線。

①T1和T2溫度下的平衡常數大小關系是K1________(填“>”、“<”或“＝”)K2。在T1溫度下，往體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO和2 mol H2，經測得CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。則該反應的平衡常數為____ 。

②若容器容積不變，下列措施可增加CO轉化率的是________(填字母)。

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

(2)在容積為1 L的恒容容器中，分別研究在230 ℃、250 ℃和270 ℃三種溫度下合成甲醇的規律。如圖是上述三種溫度下H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質的量均為1 mol)與CO平衡轉化率的關系，則曲線z對應的溫度是________℃；該溫度下上述反應的化學平衡常數為________。曲線上a、b、c點對應的化學平衡常數分別為K1、K2、K3，則K1、K2、K3的大小關系為________。

Answer 1

【答案】> 12 b 270 4 K1＝K2<K3

【解析】

（1）①根據圖象，T2溫度下，先達到平衡，說明T2>T1，溫度越高，CO的轉化率降低，說明正反應方向是放熱反應，化學平衡常數只受溫度的影響，升高溫度，平衡逆反應進行，因此K1>K2；CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始： 1 2 0

消耗： 0.75 1.5 0.75

平衡： 0.25 0.5 0.75 根據化學平衡常數的定義，K=c(CH3OH)/[c2(H2)×c(CO)]，代入數值，得出K=12；

②a、該反應正反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向進行，CO的轉化率降低，故a不符合題意；

b、從體系中分離CH3OH，降低生成物的濃度，平衡向正反應方向進行，CO的轉化率升高，故b符合題意；

c、使用催化劑，平衡不移動，CO轉化率不變，故c不符合題意；

d、恒容狀態下，充入非反應氣體，組分濃度不變，平衡不移動，CO的轉化率不變，故d不符合題意，答案為b；

（2）該反應為放熱反應，相同起始組成比時，溫度越高，平衡向逆反應方向進行，CO的轉化率降低，故z曲線代表的是270℃；CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始： 1 1.5 0

消耗： 0.5 1 0.5

平衡： 0.5 0.5 0.5 根據化學平衡常數的定義，K=c(CH3OH)/[c2(H2)×c(CO)]，代入數值，得出K=4；化學平衡常數只受溫度的影響，即K1=K2，x的溫度比z的溫度低，即K3>K1=K2。