Question

【題目】甲醇是一種可再生能源，具有開發和應用的廣闊前景，工業上一般可采用如下反應來合成甲醇： CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，現在實驗室模擬該反應并進行分析。

（1）下圖是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線。

①該反應的焓變ΔH__________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②T1和T2溫度下的平衡常數大小關系是K1_______K2 (填 “＞”、“＜”或“＝”)。

③若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產率的是______________。

A．升高溫度 B．將CH3OH(g)從體系中分離

C．使用合適的催化劑 D．充入He，使體系總壓強增大

（2）在容積為2 L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變的情況下，考察溫度對反應的影響，如圖所示

下列說法正確的是________(填序號)；

①溫度為T1時，從反應開始到平衡，生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)＝nA/tAmol·L－1·min－1

②該反應在T1時的平衡常數比T2時的小

③該反應為放熱反應

④處于A點的反應體系從T1變到T2，達到平衡時增大

（3）在T1溫度時，將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉恒容容器中，充分反應達到平衡后，若CO2的轉化率為α，則容器內的壓強與起始壓強之比為_____________。

Answer 1

【答案】＜＞B③④（2-α）/2

【解析】

（1）①根據圖像，先拐先平衡，即T2>T1，溫度越高，CO的轉化率降低，升高溫度，平衡向逆反應方向進行，根據勒夏特列原理，正反應為放熱反應，即△H<0；②該反應是放熱反應，溫度越高，K越小，即K1>K2；③A、正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向進行，甲醇產率降低，故A錯誤；B、從體系中分離出甲醇，平衡向正反應方向進行，甲醇的產率增大，故B正確；C、催化劑對化學平衡無影響，即甲醇的產率不變，故C錯誤；D、恒容狀態下，充入非反應氣體，組分的濃度不變，化學平衡不移動，甲醇的產率不變，故D錯誤；（2）①根據化學反應速率數學表達式，v(CH3OH)=nA/2tAmol/(L·min)，故①錯誤；②根據圖像，T2時首先達到平衡，即T2>T1，隨著溫度的升高，甲醇的物質的量減少，說明平衡向逆反應方向進行，即正反應為放熱反應，溫度越高，化學平衡常數越小，即T1的平衡常數比T2時的大，故②錯誤；③根據②的分析，該反應為放熱反應，故③正確；④T1到T2，溫度升高，平衡向逆反應方向進行，H2的物質的量增大，甲醇的物質的量減少，因此此比值增大，故④正確；（3）達到平衡時，消耗CO2的物質的量為αmol，氣體物質的量減少2αmol，即達到平衡時氣體物質的量為(4－2α)mol，相同條件下，壓強之比等于物質的量之比，即容器內的壓強與起始壓強之比等于(4－2α)：4=(2－α) ：2。