Question

（12分）甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO₂来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：

化学反应	平衡常数	温度（℃）
500	800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)	K1	2.5	0.15
②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g)	K2	1.0	2.50
③3H2(g)+ CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g)	K3

（1）反应②是       （填“吸热”或“放热”）反应。

（2）某温度下反应①中H₂的平衡转化率（a）与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时，平衡常数K_(A)             K_(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₃=             （用K₁、K₂表示）。在500℃、2L的密闭容器中，进行反应③，测得某时刻H₂、CO₂、 CH₃OH、H₂O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol，此时v_(正)       v_(逆) （填“＞”“=”或“＜”）

（4）一定温度下，在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②，

已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示，若在t₀时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。

当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时，改变的条件是                 。

当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是               。

Answer

（1）吸热（2）= （3）K3 = K1·K2 ＞（4）加入催化剂；将容器的体积快速压缩至2L

【解析】

试题分析：（1）根据表中数据可作，在反应②中随着温度的升高，平衡常数增大，这说明升高温度平衡向正反应方向移动，因此正反应是吸热反应。

（2）平衡常数只与温度有关系，平衡状态由A变到B时，温度不变，则平衡常数不变，所以K(A) ==K(B)。

（3）根据盖斯定律可作①+②即得到反应③，所以K1、K2与K3之间的关系为K3= K1·K2。在500℃K3= K1·K2=2.5，测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol，则此时浓度熵=0.93＜2.5，所以此时v(正)＞v(逆) 。

（4）在t0时刻分别改变一个条件，曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ,CO的浓度瞬间增大，但平衡不移动，这说明改变的条件是加入催化剂；当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时一氧化碳物质的量增大，反应是气体体积不变的反应，可变容器中气体体积和浓度成反比，气体物质的量不变，曲线Ⅰ，体积为3L，一氧化碳浓度为3mol/L，改变条件变为曲线Ⅲ，一氧化碳浓度为4.5mol/L，则体积压缩，体积为：3：V=4.5：3，V=2L，所以将容器的体积快速压缩至2L符合，即当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时，改变的条件是将容器的体积快速压缩至2L。

考点：考查外界条件对反应速率和平衡状态的影响