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【题目】CO可用于合成甲醇,化学方程式为CO(g)2H2(g)CH3OH(g)

1)如图是反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)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 (“>”“<””)

T1T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______ K2 (“>”“<””)。在T1温度下,往体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2 mol H2,经测得COCH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。则该反应的平衡常数为______________

③若容器容积不变,下列措施可增加CO转化率的是________(填字母)

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1 L的恒容容器中,分别研究在230 ℃250 ℃270 ℃三种温度下合成甲醇的规律。如图是上述三种温度下H2CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 mol)CO平衡转化率的关系,则曲线z对应的温度是________;曲线上abc点对应的化学平衡常数分别为K1K2K3,则K1K2K3的大小关系为________________

【答案】< > 12 b 270 K1=K2< K3

【解析】

(1)①根据图像信息结合勒夏特列原理判断;

②正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向进行,则化学平衡常数减小;利用三段式计算平衡时各量的浓度,再计算K

a.容器容积不变,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率降低,a错误;

b.CH3OH(g)从体系中分离,平衡正向移动,CO的转化率增大,b正确;

c.使用合适的催化剂不会引起化学平衡的移动,CO的转化率不变,c错误;

d.容器容积不变,充入He,使体系总压强增大,各物质的浓度不变,化学平衡不移动,CO的转化率不变,d错误;

(2)反应为放热反应,温度越高CO的转化率越小;化学平衡常数只与温度有关,反应为放热反应,升高温度,平衡常数减小。

(1)①根据图中的信息可知:T2>T1,温度越高CO转化率越小,则反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g),降低温度,平衡向右进行,一氧化碳的转化率增大,根据勒夏特列原理,正反应是放热反应,△H<0

②正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向进行,则化学平衡常数减小,T2>T1,则K1>K2;在T1温度下,根据图2所示,10min时达到平衡状态,已知CO的浓度为1mol/L,则图像为COCH3OH的浓度变化,平衡时,cCO=0.25mol/LcCH3OH=0.75mol/L

CO(g)2H2(g)CH3OH(g)

初始:1 2 0

反应:0.75 1.5 0.75

平衡:0.25 0.5 0.75

K=0.75/0.25×0.52=12

a.容器容积不变,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率降低,a错误;

b.CH3OH(g)从体系中分离,平衡正向移动,CO的转化率增大,b正确;

c.使用合适的催化剂不会引起化学平衡的移动,CO的转化率不变,c错误;

d.容器容积不变,充入He,使体系总压强增大,各物质的浓度不变,化学平衡不移动,CO的转化率不变,d错误;

答案为b

(2)反应为放热反应,温度越高CO的转化率越小,曲线Z270℃;化学平衡常数只与温度有关,则K1=K2,反应为放热反应,升高温度,平衡常数减小,则曲线x230 ℃K1=K2< K3

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