工业上一般在密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)．(1)不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示:①该反应△H 0.△S 0.则该反应 (填“一定能 .“一定不能或“不一定能 )自发进行．②实际生产条件控制在250℃.1.3×104kPa左右.选择此压强的理由是．(2)某温度下.将2mol CO� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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工业上一般在密闭容器中采用下列反应合成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
（1）不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示：
①该反应△H

0（填“＞”或“＜”，下同），△S

0，则该反应

（填“一定能”、“一定不能”或“不一定能”）自发进行．
②实际生产条件控制在250℃、1.3×10⁴kPa左右，选择此压强的理由是

．
（2）某温度下，将2mol CO和6mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.1
mol?L^-1．
①该反应的平衡常数K=

．
②在其他条件不变的情况下，将容器体积压缩到原来的

，与原平衡相比，下列有关说法正确的是

（填字母）．
a．H₂的浓度减小
b．正反应速率加快，逆反应速率也加快
c．甲醇的物质的量增加
d．重新平衡时，

n(H2)

n(CH3OH)

增大
③若保持同一反应温度，将起始物质改为a mol CO、b mol H₂、c mol CH₃OH，欲使平衡混合物中各组成与原平衡相同，则a、b应满足的关系为

．

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）①由图象可知，压强一定时，温度越高CO的转化率越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，据此判断△H；根据反应前后气体物质的量的变化判断△S；根据△G=△H-T△S判断反应自发性问题；
②由图可知，在250℃、1.3×10⁴kPa左右，CO转化率已较高（达90%左右），增大压强CO转化率提高不大，且生产成本增加；
（2）①利用三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，再根据化学平衡常数表达式计算；
②增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向，平衡时各组分的浓度都增大，据此判断；
③各组成与原平衡相同说明为等效平衡，恒温恒容，前后气体体积变化，按化学计量数转化到左边，满足对于物质的物质的量相等即可，据此解答a、b的关系．

解答： 解：（1）①由图象可知，压强一定时，温度越高CO的转化率越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即△H＜0；
该反应正反应是气体物质的量减小的反应，故熵减小，即△S＜0；
由△G=△H-T△S＜0，反应自发进行，可知该反应在低温趋向自发进行，高温下不能自发进行，该反应不一定自发进行，
故答案为：＜；＜；不一定能；
②由图可知，在250℃、1.3×10⁴kPa左右，CO转化率已较高（达90%左右），增大压强CO转化率提高不大，且生产成本增加，故实际生产条件控制在1.3×10⁴kPa左右，
故答案为：该压强下，CO转化率已较高（90%左右），再增大压强CO转化率提高不大，且生产成本增加；
（2）①2molCO和6molH₂充入2L的密闭容器中，CO、H₂的起始浓度分别为

2mol

=1mol/L，

6mol

=3mol/L，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.1 mol/L，CO浓度变化为1mol/L-0.1mol/L=0.9mol/L，则：
            CO（g）+2H₂（g）?CH₃0H（g）
开始（mol/L）：1       3        0
变化（mol/L）：0.9     1.8      0.9
平衡（mol/L）：0.1     1.2      0.9
故该温度下，该反应的平衡常数k=

0.9mol/L

0.1mol/L?(1.2mol/L)2

=6.25，故答案为：6.25；
②a．增大压强，平衡时氢气的浓度增大，故a错误；
b．增大压强，反应物、生成物的浓度都增大，故正、逆反应速率都加快，故b正确；
c．增大压强平衡向正反应方向移动，甲醇的物质的量增加，故c正确；
d．增大压强平衡向正反应方向移动，氢气的物质的量减小、甲醇的物质的量增大，故重新平衡时

n(H2)

n(CH3OH)

减小，故d错误，
故答案为：bc；
③各组成与原平衡相同说明为等效平衡，恒温恒容，前后气体体积变化，按化学计量数转化到左边，满足对于物质的物质的量相等即可，所以有：a+c=2，b+2c=6，整理得b=2+2a，故答案为：a+c=2和b+2c=6．

点评：本题综合性较大，涉及化学反应自发性判断、化学平衡常数、化学平衡影响因素、等效平衡计算等，（2）③注意等效思想的运用．

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．
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．
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①写出A的组成元素在周期表中的位置

．
②丙溶液使pH试纸变红色的原因是（用离子方程式表示）

．
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．
（3）若甲是磁性氧化铁，乙是水，B为碳，丙是水煤气．
①已知相同条件下当1摩气态水参加反应时，反应①的焓变△H=+a kJ?mol^-1，反应②的焓变△H=+b kJ?mol^-1，则相同条件下Fe₃O₄固体与固态碳反应生成固态Fe和气态CO的热化学方程式为

．
②密闭容器中反应Fe₃O₄（s）+4CO（g）═3Fe（s）+4CO₂（g）为可逆反应，该反应的平衡常数表达式为

，某温度下该反应K=8.1×10^-3，该温度下在密闭容器中加入1.0mol Fe₃O₄ 和5.2mol CO，平衡时CO的转化率为

．
③一定条件下，氧化铁可以转化为磁性氧化铁，反应中，氧化铁发生

反应（填“氧化”或“还原”）．

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Ⅰ．甲醇是一种重要的化工原料和新型燃料．
Ⅰ．工业上一般以CO和H₂为原料在密闭容器中合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8kJ?mol^-1
在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律．如图1是上述三种温度下H₂和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系，则曲线Z对应的温度是

；该温度下上述反应的化学平衡常数为

；若增大H₂的用量，上述反应的热效应最大值为

．