Question

【題目】甲醇被稱為21世紀的新型燃料，工業上通過下列反應①和②，用CH4和H2O為原料來制備甲醇． ①CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H1
②CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H2
將0.20mol CH4（g）和0.30mol H2O（g）通入容積為10L的密閉容器中，在一定條件下發生反應①，達到平衡時，CH4的轉化率與溫度、壓強的關系如圖．

（1）溫度不變，縮小體積，增大壓強，①的反應速率（填“增大”、“減小”或“不變”），平衡向方向移動．
（2）溫度升高，反應①的△H10（填“＜”、“=”或“＞”），其平衡常數表達式為K= ， 100℃時的平衡常數值是 ．
（3）在壓強為0.1MPa條件下，將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下進行反應②生成甲醇．為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中．請在下表空格中填入剩余的實驗條件數據．

實驗編號	T（℃）	n （CO）/n（H2）	P（MPa）
I	150	1/3	0.1
II			5
III	350		5

Answer 1

【答案】
（1）增大；逆反應方向或左
（2）＞；；1.35×10﹣3
（3）150；1/3；1/3
【解析】解：（1）CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）為氣體體積增大的反應，增大壓強，反應速率增大，平衡逆反應方向或左移動，所以答案是：增大； 逆反應方向或左； （2）由圖可知，升高溫度，甲烷的轉化率增大，即升高溫度平衡正向移動，可知△H1＞0；K= ，100℃時的甲烷轉化率為0.5，則

	CH4（g）+	H2O（g）		CO（g）+	3H2（g）
開始	0.02	0.03		0	0
轉化	0.01	0.01		0.01	0.03
平衡	0.01	0.02		0.01	0.03

K= =1.35×10﹣3 ，
所以答案是：＞； ；1.35×10﹣3；（3）尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件，則實驗I和II只有壓強不同，II和III只有溫度不同，則II中數據分別為150、1/3，III中數據為1/3，所以答案是：

實驗編號	T（℃）	n（CO）/n（H2）	P（MPa）
I
II	150	1/3
III		1/3

【考點精析】掌握化學平衡的計算是解答本題的根本，需要知道反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．