Question

（14分）工業(yè)上一般在密閉容器中采用下列反應合成甲醇：CO(g)+2H₂(g)  CH₃0H(g)

（1）不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖所示。

 

①該反應△H        O,△S        0(填“>”或“<”)，則該反              自發(fā)進行（填“一定能”、“一定不能”、“不一定”）

      ②實際生產條件控制在250℃、l,3×l0⁴kPa左右，選擇此壓強的理由是            。

（2）某溫度下，將2molCO和6mOlH₂充入2L的密閉容器中，充分反應后，達到平衡時測得c(CO)=O.l mol·L ^-1。

      ①該反應的平衡常數(shù)K=             ：

      ②在其他條件不變的情況下，將容器體積壓縮到原來的1/2，與原平衡相比，下列有

關說法正確的是                （填序號）。

    a．氫氣的濃度減少                                      b．正反應速率加快，逆反應速率也加快

    c．甲醇的物質的量增加                                d．重新平衡時n(H₂)/n(CH₃0H)增大

    ③若保持同一反應溫度將起始物質改為a mol CO、b mol H₂、c mol CH₃0H，欲使平衡混合物中各組成與原平衡相同，則a、b應滿足的關系為          ，且欲使開始時該反應向逆反應方向進行，c的取值范圍是           。

 

Answer 1

【答案】

（1）①＜（1分）  ＜（1分）  不一定（2分） 

②該壓強下，CO轉化率已較高（90%左右），再增大壓強CO轉化率提高不大，且生產成本增加（2分）

（2）① 6.25（2分）   ② b c（2分）  ③ b = 2+2a    1.8＜c ≤2  （各2分）

③ b = 2+2a    1.8＜c ≤2  （各2分）

【解析】（1）①根據(jù)方程式可知，反應的△S小于0；根據(jù)圖像可知，溫度越高，CO的轉化率越低，所以升高溫度平衡向逆反應方向移動，即正反應是放熱反應；由于熵值減小，所以該反應不一定是自發(fā)進行的。

②根據(jù)圖像可知，該壓強下，CO轉化率已較高（90%左右），再增大壓強CO轉化率提高不大，且生產成本增加。

（2）①達到平衡時測得c(CO)=O.l mol·L ^-1，則消耗CO₂和氫氣的濃度分別是0.9mol/L和1.8mol/L，則平衡時氫氣和甲醇的濃度分別是1.2mol/L和0.9mol/L，所以平衡常數(shù)K＝＝6.25。

②將容器體積壓縮到原來的1/2，則壓強增大，平衡向正反應方向移動，反應物的濃度降低，但仍然比原平衡大，a不正確；由于氫氣的物質的量減小，而甲醇的物質的量增加，所以選項d不正確，答案選bc。

③由于容積相同，所以要滿足平衡等效，則CO和氫氣的起始量應該分別是2mol和6mol，即c＋a＝2，2c＋b＝6，解得b = 2+2a；平衡時甲醇的物質的量是1.8mol，所以c必須大于1.8mol。又因為平衡時CO是0.2mol，所以甲醇的物質的量不能超過1.8mol＋0.2mol＝2mol，所以范圍是1.8＜c ≤2