Question

（17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)

（1）判断反应达到平衡状态的依据是            （填序号）。

a． 生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率相等

b． 混合气体的密度不变

c． 混合气体的平均相对分子质量不变

d． CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化

（2）下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(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=              ，△H          0(填“>”、“<”或“=”)。

②要提高CO的转化率，可以采取的措施是_____________（填序号）。

a．升温                  

b．加入催化剂

c．增加CO的浓度        

d．加入H₂加压

e．加入惰性气体加压      

f．分离出甲醇

③300℃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某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c(CO)＝ 0.2 mol／L，则CO的转化率为           ，此时的温度为         。以CH₃OH表示该过程的反应速率v(CH₃OH)=          mol /（L · min）。

（3）下图表示在温度分别为T₁、T₂时，平衡体系中H₂的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A____C（填“＞”、“＝”或“＜”，下同），A、C两点的化学平衡常数A_____C，由状态B到状态A，可采用______的方法（填“升温”或“降温”）。

（4）已知在常温常压下：

①2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)   ΔH ＝－a kJ·mol^－1

②2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)   ΔH ＝－b kJ·mol^－1

③H₂O(g)= H₂O(l)         ΔH＝－c kJ·mol^－1

则，CH₃OH(l)+O₂(g) =CO(g)+2H₂O(l)   ΔH＝       kJ·mol^－1。

Answer

（17分）

（1）c d （2）① < ② d f ③ CD ④ 80%，250℃ 0.08

（3）＜，= ，升温 （4）

【解析】

试题分析：（1）①生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等，描述的都是V (正)，无法说明反应达到平衡，错误；b． 在恒容密闭容器中，混合气体的密度始终保持不变，不能说明反应达到平衡，错误；c．该反应是气体分子数减小的可逆反应，根据M=m/n, 混合气体的平均相对分子质量不变时，反应处于平衡状态，正确；d． CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，说明反应达到平衡状态，正确；答案选cd；

（2）①根据方程式可知K=；根据表中数据可知，温度升高，K值减小，所以该反应为放热反应，△H<0。

②a．根据上述分析，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低，错误；b．加入催化剂，平衡不移动，错误；c．增加CO的浓度，平衡正向移动，但CO的转化率降低，错误；d．加入H2加压，平衡正向移动，CO的转化率升高，正确；e．在恒容容器中，加入惰性气体加压，各物质的浓度保持不变，平衡不移动，错误；f．分离出甲醇，平衡正向移动，CO的转化率升高，正确；答案选df.

③300℃时，其它条件不变的情况下，将容器的容积压缩到原来的1/2，相当于增大压强，A．c（H2）随体积的减小而增大，错误；B．正反应速率加快，逆反应速率也加快；错误；C．平衡正向移动，CH3OH 的物质的量增加，正确；D．重新平衡时，若平衡不移动，c（H2）/ c（CH3OH）不变，实际上，平衡正向移动，所以它们的比值减小，正确；答案选CD；

④根据三段式解题：2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)

起始浓度 3 1 0

变化浓度 1.8 0.8 0.8

平衡浓度 1.2 0.2 0.8

则CO的转化率为0.8÷1×100%=80%；K=0.8÷（0.2×1.2×1.2）=2.041，此时的温度,250℃；以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)=0.8÷10=0.08mol /（L · min）。

（3）根据图像可知，A、C两点的温度相同，C点的压强较大，化学反应速率较快，则反应速率A