Question

工业合成甲醇反应如下：CO(g) + 2H₂(g)CH₃OH(g)；△H

请回答下列问题：

（1）不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示：

①△H________0（填“＞”或“＜”）

②上述反应________自发进行（填“一定能”、“一定不能”或“不一定能”）

（2）某温度下，将3molCO和6molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应后，测得平衡时c(CO)=0.5 mol/L

①上述反应的平衡常数K=________。

②在其他条件不变的情况下，将容器体积压缩到原来的1/2，与原平衡相比，下列说法不正确的是________。

a．氢气的浓度减小   b．逆反应速率加快    c．CO的转化率增大

③若保持温度不变，将起始物质改为a mol CO、b mol H₂、c mol CH₃OH。欲使平衡混合物中各组分分数与原平衡相同，则a、b之间的关系为________；欲使开始时该反应向逆反应方向进行，c的取值范围是________。

Answer

（1）①＜ ②不一定 （2）①2 ②a ③b＝2a；2＜c≤3

【解析】

试题分析：（1）①压强相同时，温度越高CO转化率越低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则△H＜0；

②由于正反应是熵值减小的，则根据△G＝△H—T△S可知上述反应不一定自发进行。

（2）某温度下，将3molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应后，测得平衡时c(CO)=0.5 mol/L

① CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)

起始浓度（mol/L） 1.5 3 0

转化浓度（mol/L） 1 2 1

平衡浓度（mol/L） 0.5 1 1

所以上述反应的平衡常数K＝＝2。

②a．在其他条件不变的情况下，将容器体积压缩到原来的1/2，相当于增大压强，平衡向正反应方向进行，再次平衡时氢气的浓度仍然增大，a错误；b．压强增大，正逆反应速率均加快，b正确；c．平衡向正反应方向进行，CO的转化率增大，c正确；

③若保持温度不变，将起始物质改为a mol CO、b mol H2、c mol CH3OH。欲使平衡混合物中各组分分数与原平衡相同，即满足等效平衡，由于反应前后体积发生变化，则a、b之间的关系为b＝2a；由于平衡时甲醇的物质的量是2mol，CO是1mol，则欲使开始时该反应向逆反应方向进行，c的取值范围是2＜c≤3。

考点：考查外界条件对反应速率和平衡状态的影响以及等效平衡应用