Question

（14分）

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：2H₂(g)+CO(g) CH₃OH(g) 下表为不同温度下的平衡常数(K)

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

（1）该反应的平衡常数表达式K=        ，ΔH        0(填“>”、“<”或“=”)。

（2）将1 mol的H₂ 和 1 mol 的 CO充入 1 L 恒容密闭反应器中，达到平衡后，容器内的压强为开始时的60%，求CO的平衡转化率（写出计算过程）。

（3）300℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是

          （填字母）。

A．c（H₂）减少

B．正反应速率加快，逆反应速率减慢

C．CH₃OH 的物质的量增加

D．重新平衡时c(H₂)/ c(CH₃OH)减小

（4）其他条件相同时，在上述三个温度下分别发生该反应。300℃时，H₂的转化率随时间的变化如图所示，请补充完成350℃时H₂的转化率随时间的变化示意图。

Answer

（1）K=；< 。

（2）c(H2)=c(CO)=1mol/L,恒容密闭反应器中，气体的总体积之比与压强成正比，设CO的平衡转化率为x,利用三段式可求：

2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g)

起始（mol/L） 1 1 0

转化（mol/L） 2x x x

平衡（mol/L） 1-2x 1-x x

根据容器内的压强为开始时的60%可知：，求得：x=40% 。

（3）ACD

（4）

【解析】

试题分析：（1）该反应的平衡常数表达式K=，根据表中信息可知，升高温度，平衡常数K减小，则反应物的浓度增大，生成物的浓度减小，说明平衡向逆反应方向移动，则反应为放热反应，ΔH<0。

（2）c(H2)=c(CO)=1mol/L,恒容密闭反应器中，气体的总体积之比与压强成正比，设CO的平衡转化率为x,利用三段式可求：

2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g)

起始（mol/L） 1 1 0

转化（mol/L） 2x x x

平衡（mol/L） 1-2x 1-x x

根据容器内的压强为开始时的60%可知：，求得：x=40% 。

（3）300℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2，在其他条件不变的情况下，增大压强，正、逆反应速性 率都加快，平衡向正反应方向移动，则n（H2）减少但体积减小一半，故c（H2）增大，A正确， B错误；CH3OH 的物质的量增加，C正确；平衡向正反应方向移动，重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小，D正确，故选ACD。

（4）该反应的正反应为放热反应，升高温度，化学反应速率增大，平衡向逆反应方向移动，H2的转化率降低，因此350℃时H2的转化率随时间的变化示意图如下：

考点：考查化学反应速率、化学平衡的应用及平衡常数的计算。