Question

【題目】甲醇是重要的化工原料，又可作為燃料，工業上可利用CO或CO2來生產燃料甲醇。已知制備甲醇的有關反應的化學方程式及其在不同溫度下的化學平衡常數如表所示。

化學反應	化學平衡常數	溫度(℃)
		500	700	800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH1	K1	2.5	0.34	0.15
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH2	K2	1.0	1.70	2.52
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3	K3

（1）下列措施能使反應③的平衡體系中增大的是__

A.將H2O(g)從體系中分離出去 B.恒容時充入He(g)，使體系壓強增大

C.升高溫度 D.恒容時再充入1molH2(g)

（2）T℃時，反應③在恒容密閉容器中充入1molCO2和nmolH2，混合氣體中CH3OH的體積分數與氫氣的物質的量的關系如圖1所示。圖1中A、B、C三點對應的體系，CO2的轉化率最大的是___(填字母)。

（3）工業上也用合成氣(H2和CO)合成甲醇，反應為2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH<0，在10L的恒容密閉容器中充入H2和C物質的量比為2：1，測得CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖2所示。

①圖2中S代表的物理量是___。

②300℃時，氫氣的物質的量隨時間變化如表所示

反應時間/min	0	1	4	5
H2/mol	8	5.4	4	4

在該溫度下，上述反應的平衡常數為___。若再向該平衡體系中再加入2molCO、2molH2、2molCH3OH，保持溫度和容器體積不變，則平衡會___(填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”)。

Answer 1

【答案】AD C 壓強 6.25L2/mol2 正向移動

【解析】

（1）.A.將H2O(g)從體系中分離出去，減小H2O(g)的濃度，平衡正向移動，n（CH3OH）增大、n（CO2）減小，所以增大，故A正確；

B.充入He(g)，使體系壓強增大，因不能改變平衡體系中各物質的濃度，所以平衡不移動，則不變，故B錯誤；

C.根據上述分析可知，K3=K1×K2，則K3在500℃、700℃、800℃時的數值分別為：2.5、0.58、0.38，說明隨溫度的升高，平衡常數減小，則反應③是放熱反應，則升高溫度平衡逆向移動，n（CH3OH）減小、n（CO2）增大，所以減小，故C錯誤；

D. 再充入1mol H2，平衡正向移動，n（CH3OH）增大、n（CO2）減小，所以增大，故D正確；

答案選AD；

（2）增大氫氣的量，CO2的轉化率增大，C點時氫氣的量最大，故CO2的轉化率最大；答案選C；

（2）①反應2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH<0的正反應是氣體體積減小的放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，CO的平衡轉化率減小。增大壓強，平衡正向移動，CO的平衡轉化率增大，故S代表的物理量是壓強；

②300℃時，根據表中數據及三段式可知，

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

起始量（mol/L） 0.8 0.4 0

變化量（mol/L） 0.4 0.2 0.2

平衡量（mol/L） 0.4 0.2 0.2

平衡常數K==6.25L2/mol2

達到平衡后，再向該平衡體系中再加入2molCO、2molH2、 2molCH3OH 若保持溫度和容器休積不變，相當于增大壓強，平衡將向正反應方向移動。