Question

工業(yè)上可利用CO或CO₂來生產(chǎn)燃料甲醇。已知甲醇制備的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示：

化學(xué)反應(yīng)	平衡常數(shù)	溫度℃
500	700	800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)	K1	2.5	0.34	0.15
②H2(g)+CO2(g)  H2O (g)+CO(g)	K2	1.0	1.70	2.52
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g)	K3

 

請(qǐng)回答下列問題：

（1）反應(yīng)②是         （填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。

（2）據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K₁、K₂與K₃之間的關(guān)系，則K₃=          （用K₁、K₂表示）。

（3）500℃時(shí)測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻，H₂(g)、CO₂(g)、CH₃OH(g)、H₂O (g)的濃度（mol·L^-1）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時(shí) V_正      V_逆（填“ > ”、“=”或“<”）。

（4）反應(yīng)①按照相同的物質(zhì)的量投料，測(cè)得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是_____________（填序號(hào)）。

A．溫度：T₁＞T₂＞T₃

B．正反應(yīng)速率：υ(a)＞υ(c) , υ(b)＞υ(d)

C．平衡常數(shù)：K(a)＞K(c) , K(b)=K(d)

D．平均摩爾質(zhì)量：M(a)＞M(c) , M(b)＞M(d)

 

Answer 1

【答案】

 

（1）吸熱（2分）；（2）K₃=K₁•K₂（2分）；（3）>（2分）；（4）CD（2分）。

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)②,升高溫度，K值增大，正反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱较�。�?）反應(yīng)①與②相加即可得到反應(yīng)③，可推導(dǎo)出K₃=K₁•K₂。（3）500℃時(shí)測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻，H₂(g)、CO₂(g)、CH₃OH(g)、H₂O (g)的濃度（mol·L^-1）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，此時(shí)濃度商為Qc==0.56<k=2.5，平衡將向正向移動(dòng)，則此時(shí) V_正 >V_逆。(4)A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越低，CO的轉(zhuǎn)化率越大，則T₁＜T₂＜T₃，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知，a、c兩點(diǎn)壓強(qiáng)相同，平衡時(shí)a點(diǎn)CO轉(zhuǎn)化率更高，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越低，CO的轉(zhuǎn)化率越大，故溫度T1＜T3，溫度越高，反應(yīng)速率越快，故υ（a）＜υ（c）．b、d兩點(diǎn)溫度相同，壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大，b點(diǎn)大于d點(diǎn)壓強(qiáng)，則v（b）＞v（d），故B錯(cuò)誤；C．由圖可知，a、c兩點(diǎn)壓強(qiáng)相同，平衡時(shí)a點(diǎn)CO轉(zhuǎn)化率更高，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故溫度T1＜T3，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則K（a）＞K（c），平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，b、d兩點(diǎn)溫度相同，平衡常數(shù)相同，則K（b）=K（d），故C正確；D．CO轉(zhuǎn)化率的越大，n總越小，由M=,可知，a點(diǎn)n總小，則M（a）＞M（c），M（b）＞M（d），故D正確；故選CD．

考點(diǎn)：本題考查溫度、壓強(qiáng)、轉(zhuǎn)化率等之間的關(guān)系，明確外界條件對(duì)反應(yīng)速率及平衡的影響是解本題的關(guān)鍵，易錯(cuò)選項(xiàng)是D，注意根據(jù)M=來分析解答即可．