Question

【题目】冬季是雾霾天气高发的季节，其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的原因之一。

（1）使用甲醇汽油可以减少汽车尾气对环境的污染。工业上在200℃和10MPa的条件下可用甲烷和氧气通过铜制管道反应制得甲醇，已知一定条件下，CH4和CH3OH的燃烧热分别784kJ/mol和628kJ/mol ,则CH4(g) +O2(g) = CH3OH(g) △H=___。

（2）二甲醚也是清洁能源。用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) △H＜0。

①.某温度下，将2.0molCO(g)和6.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中 CH3OCH3(g) 的物质的量分数变化情况如图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是___。

A. P1＞P3, T1＞T3 　B. P3＞P2，T3＞T2 　　C.P2＞P4，T4＞T2 　　D.P1＞P4，T2＞T3

②在恒容密闭容器里按体积比为1:3充入一氧化碳和氢 气，一定条件下反应达到平衡状态．当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是___

A．氢气的转化率减小 B．逆反应速率先增大后减小

C．化学平衡常数K值增大 D．某反应物的体积百分含量增大

（3）在一容积可变的密闭容器中充有10 mol CO和20 mol H2, 发生反应CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，CO的平衡转化率[与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。

①A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为______。

②若达到平衡状态A时，容器的体积为10 L，则在平衡状态B时容器的体积为________L。

Answer 1

【答案】-156kJ/mol AD B KA=KB＞KC 2

【解析】

（1）根据盖斯定律进行分析；

（2）①.由反应方程式知，增大压强，平衡正向移动，则P1＞P2＞P3＞P4；由方程式知，升高温度，平衡逆向移动，则T1＞T2＞T3＞T4。

②根据影响化学平衡移动的外界因素及平衡移动原理、化学平衡状态的特征进行分析；

（3）①根据温度对化学平衡常数的影响进行分析。

② 根据两点温度相同则平衡常数相同进行计算。

（1）CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-784kJ/mol ①

CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-628kJ/mol ②

①-②得：CH4(g) +O2(g) = CH3OH(g) △H=-156kJ/mol。答案为：-156kJ/mol；

（2）①.由反应方程式2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) △H＜0可知，增大压强，平衡正向移动，则P1＞P2＞P3＞P4；由方程式知，升高温度，平衡逆向移动，则T1＞T2＞T3＞T4。答案为：AD；

②2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) △H＜0

A．从反应方程式可以看出，若往平衡体系中充入H2，平衡正向移动，但氢气的转化率减小，A不合题意；

B．逆反应速率先增大后减小，则可能是升高温度或往平衡体系中充入CH3OCH3或H2O(g)，平衡逆向移动，B符合题意；

C．化学平衡常数K值增大，只能为降低温度，平衡正向移动，C不合题意；

D．某反应物的体积百分含量增大，可能是往平衡体系中加入该反应物，则平衡正向移动，D不合题意。答案为：B；

（3）①从图中可以看出，升高温度，CO的转化率减小，则平衡逆向移动，△H＜0。在A、B点，温度相同，对应的平衡常数KA=KB；A、C点，T1＜T2，对应的平衡常数KA＞KC，从而得出A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为KA=KB＞KC。

② 在A点，容器体积为10L：

K=；

在B点，设气体的体积为V：

A和B两点的温度相同，则平衡常数相同，故K=，解之得，V=2L。答案为：2。