Question

（甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料，它廣泛用于有機(jī)合成、醫(yī)藥、農(nóng)藥、涂料、染料、汽車和國(guó)防等工業(yè)中。工業(yè)上一般在恒容密閉容器中采用下列反應(yīng)合成甲醇：

CO(g)2H₂(g)CH₃OH(g)Q

下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）。

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

 

（1）判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是（   ）

A．混合氣體的密度不變

B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

C．生成CH₃OH的速率與消耗CO的速率相等

D．CH₃OH、CO、H₂的濃度都不再發(fā)生變化

（2）由表中數(shù)據(jù)判斷Q         0 （填“＞”、“”或“＜”），要提高CO轉(zhuǎn)化率，可采取的措施

是（   ）

A．加入催化劑       B．充入CO       C．充入H₂      D．升溫

（3）某溫度下，將2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密閉容器中，充分反應(yīng)10min后，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得cmol／L，則以CH₃OH表示的反應(yīng)速率v            mol /(L·min)，

CO的轉(zhuǎn)化率為                。

（4）原料CO和H₂可以由C和H₂O反應(yīng)制取，涉及的反應(yīng)方程式如下：

C(s)CO₂(g) 2CO(g)               平衡常數(shù)K₁

C(s)H₂O(g) CO(g)H₂(g)          平衡常數(shù)K₂

CO(g)H₂O(g) H₂(g)CO₂(g)        平衡常數(shù)K₃

則K₁、K₂ 、K₃之間的關(guān)系是：                        。

 

Answer 1

【答案】

 

（1） BD  (2分)

（2）>(1分)、C (1分)

（3）0.08  (1分)       80%  (1分)

（4）K₂=K₁·K₃ (2分)

【解析】

試題分析：

（1）A恒容密閉容器，體積不變，都是氣體，質(zhì)量守恒，混合氣體的密度始終不變，不能做平衡標(biāo)志，錯(cuò)誤；B正確；C生成CH₃OH和消耗CO的速率是同向速率，錯(cuò)誤；D正確。

（2）由表可知，T升高，K減小，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，Q>0。提高CO轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)正向進(jìn)行，選C。

（3）  CO(g)2H₂(g) CH₃OH(g)Q

初濃度：  1    3               0

變濃度   0.8   1.6             0.8    

平衡     0.2

v0.8/10=0.08(mol／L·min)

CO的轉(zhuǎn)化率= 0.8 /1*100%=  80%

（4）①C(s)CO₂(g) 2CO(g)      平衡常數(shù)K₁

②C(s)H₂O(g) CO(g)H₂(g)      平衡常數(shù)K₂

③CO(g)H₂O(g) H₂(g)CO₂(g)    平衡常數(shù)K₃

②=①+③ 所以K₂=K₁·K₃

考點(diǎn)：本題以化工生產(chǎn)為基礎(chǔ)，考查平衡常數(shù)與平衡計(jì)算等知識(shí)。