Question

Ⅰ.甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：CH₃OH(g)+H₂O(g)CO₂(g)+3H₂(g)；△H>0

（1）一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH₃OH(g)和3molH₂O(g)，20s后，测得混合气体的压强是反应前的1.2倍，则用甲醇表示该反应的速率为___。

（2）如图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1molCH₃OH(g)和2molH₂O(g)，向B容器中充入1.2molCH₃OH(g)和2.4molH₂O(g)，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL，反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL，维持其他条件不变，若打开K，一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为___L(连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响)。

Ⅱ.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(于固定容器中进行)：2H₂(g)+CO(g)CH₃OH(g)

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	0.27	0.012

（1）300℃下，将2molCO、6molH₂和4molCH₃OH充入2L的密闭容器中，判断反应___(填“正向”或“逆向”)进行。

（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

Answer

0.01mol·L-1·s-1 1.75a 正向 df

【解析】

Ⅰ. ⑴根据压强之比等于物质的量之比，得出20s时混合物的物质的量，再根据三段式建立关系，计算甲醇消耗得物质的量，再计算速率。

⑵先计算单独B容器达到平衡时的体积，再计算AB中容器所有物质反应后的物质的量的，再根据体积之比等于物质的量之比，得到反应后总的容器体积，再计算B容器的体积。

Ⅱ.⑴根据浓度商与平衡常数比较。

⑵根据温度升高，平衡常数减小，说明反应是放热反应，a.升温，平衡逆向移动，转化率降低；b.加入催化剂，平衡不移动，转化率不变；c.增加CO的浓度，平衡正向移动，但CO转化率降低；d.加入H2加压，平衡正向移动，CO转化率增大；e.加入惰性气体加压，平衡不移动，转化率不变；f.分离出甲醇，平衡正向移动，转化率增大。

Ⅰ.⑴一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g)，20s后，测得混合气体的压强是反应前的1.2倍，则有，则n(20s)=4.8mol，

1−x + 3−x + x+3x = 4.8，则x = 0.4，甲醇表示该反应的速率为；故答案为：0.01mol·L-1·s-1。

⑵如图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g)，向B容器中充入1.2molCH3OH(g)和2.4molH2O(g)，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL，反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL，根据，则，得到B中反应后物质的量n(B) =5.4mol，为维持其他条件不变，若打开K，一段时间后重新达到平衡，A、B的比例相同，可以理解为全部混合，n(总) = 1mol+2mol+1.2mol+2.4mol = 6.6mol，根据B中容器反应前后物质的量的比例关系得出3.6mol：5.4mol = 6.6mol :n(反应后总)，n(反应后总)= 9.9mol，再根据，得到，V = 2.75a L，原来A容器为aL，因此容器B的体积为2.75a L−a L = 1.75aL ；故答案为：1.75a。

Ⅱ.⑴300℃下，将2molCO、6molH2和4molCH3OH充入2L的密闭容器中，，因此反应正向进行；故答案为：正向。

⑵根据温度升高，平衡常数减小，说明反应是放热反应，

a.升温，平衡逆向移动，转化率降低，故a不符合题意；

b.加入催化剂，平衡不移动，转化率不变，故b不符合题意；

c.增加CO的浓度，平衡正向移动，但CO转化率降低，故c不符合题意；

d.加入H2加压，平衡正向移动，CO转化率增大，故d符合题意；

e.加入惰性气体加压，平衡不移动，转化率不变，故e不符合题意；

f.分离出甲醇，平衡正向移动，转化率增大，故f符合题意；

综上所述，答案为df。