Question

【题目】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： CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，现在实验室模拟该反应并进行分析。

（1） 下图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

① 该反应的焓变ΔH__________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

② T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______K2(填 “＞”、“＜”或“＝”)。

③ 若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是______________。

A. 升高温度 B. 将CH3OH(g)从体系中分离

C. 使用合适的催化剂 D. 充入He，使体系总压强增大

（2）在容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，如图所示

下列说法正确的是________(填序号)；

①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝mol·L－1·min－1

②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 ③该反应为放热反应

④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大

（3）在T1温度时，将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2的转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为_____________。

Answer 1

【答案】 ＜ ＞ B ③④

【解析】本题主要考查化学平衡的移动。

（1）① T2时达到平衡需要的时间短，所以T2温度较高，升温平衡左移，所以该反应的焓变ΔH<0。

②T1<T2，升温平衡左移，平衡常数减小，T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1>K2。

③ A. 升高温度，平衡左移，甲醇产率降低；B. 将CH3OH(g)从体系中分离，平衡右移，甲醇产率提高；C. 使用合适的催化剂，不影响甲醇产率；D. 充入He，使体系总压强增大，不影响平衡，不影响甲醇产率。故选B。

（2）①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝mol·L－1·min－1，故①错误；②T1时达到平衡所需时间比T2长，所以T1<T2，升温平衡左移，所以反应在T1时的平衡常数比T2时的大，故②错误；③升温平衡左移，所以该反应为放热反应，故③正确；④处于A点的反应体系从T1变到T2，升温平衡左移，达到平衡时增大，故④正确。故选③④。

（3）由CO2和H2合成甲醇，CO2(g)+4H2(g) CH3OH(g) +2H2O(g)，气体起始物质的量为4mol，若CO2的转化率为α，反应达到平衡后，气体物质的量为（4-2α）mol，则容器内的压强与起始压强之比=平衡时气体物质的量与起始气体物质的量之比==。