Question

（6分）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：

CO(g) + 2H₂(g)  CH₃OH(g)。

⑴ 该反应的平衡常数表达式为 K = ___________________________。

⑵如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

① 该反应的焓变△H _____0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

② 若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是_________。

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

⑶ 已知在常温常压下:

① 2CH₃OH(l) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 4H₂O(g)  △H＝-a  kJ·mol^－1

② 2CO(g) + O₂(g) = 2CO₂(g)  △H＝-b  kJ·mol^－1

③ H₂O(g) = H₂O(l)  △H＝-c  kJ·mol^－1

则CH₃OH(l) + O₂(g) = CO(g) + 2H₂O(l)  △H ＝ ____________________ kJ·mol^－1。

Answer

 ⑴       (2分)

⑵  <（1分）       B  （1分）               ⑶   （2分）

【解析】（1）平衡常数是在一定条件下的可逆反应中，当可逆反应反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的方程式可知，该反应的平衡常数是。

（2）（2）①根据图像可知，T2大于T1，升高温度，CO的转化率是降低的，所以正反应是放热反应，即△H小于0。

②升高温度，平衡向逆反应方向进行，A不正确；催化剂不能改变平衡状态，C不正确；充入He，使体系总压强增大，但浓度是不变的，所以平衡不移动，答案选B。

（3）根据盖斯定律可知，（①＋④×4－②）÷2即得到CH3OH(l) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(l)，所以该反应的△H ＝mol。