Question

CO可用于合成甲醇．在壓強為0.1Mpa條件下，在體積為bL的密閉容器中充入amolCO和2amolH₂，在催化劑作用下合成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）平衡時CO的轉化率與溫度，壓強的關系如圖1
①該反應的△H

 

0（填“＜”“＞”或“=”）．
②l00℃時該反應的平衡常數K=

 

（用含a、b的代數式表示）．
③在溫度容積不變的情況下，向該密閉容器再增加a mol CO與2a mol H₂，達到新平衡時，CO的轉化率

 

（填“增大”“減小”或“不變”），平衡常數

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．
④請在圖2中畫出平衡時甲醇的百分含量（縱坐標）隨溫度（橫坐標）“的變化曲線，要求畫出壓強不同的兩條曲線（在曲線上標出p₁、p₂，且p₁＜p₂）

Answer 1

考點：有關反應熱的計算,化學平衡常數的含義,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：①由圖可知，壓強一定時，隨溫度升高，CO的轉化率降低，故升高溫度平衡向逆反應移動，據此判斷；
②化學平衡常數K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

，根據CO的轉化率，利用三段式計算出平衡時各組分的物質的量，進而求出平衡時各組分的濃度，代入平衡常數計算；
③在溫度和容積不變的情況下，再向平衡體系中充入a mol CO（g）、2a mol H₂（g），等效為在原平衡的基礎上增大一倍壓強，平衡向正反應移動；
化學平衡常數只受溫度影響，與濃度無關，溫度不變，平衡常數不變；
④根據壓強對平衡移動的影響判斷；

解答： 解：①由圖可知，壓強一定時，隨溫度升高，CO的轉化率降低，故升高溫度平衡向逆反應移動，則正反應為放熱反應，△H＜0；
故答案為：＜；
②100℃，平衡時CO的轉化率為0.5，所以參加反應的CO的物質的量為0.5amol．
           CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；
開始（mol）：a      2a         0
變化（mol）：0.5a    a        0.5a
平衡（mol）：0.5a    a        0.5a
所以平衡時，CO的濃度為

0.5amol

bL

=

a

2b

mol/L，H₂的濃度為

a

b

=mol/L，CH₃OH的濃度為

0.5amol

bL

=

a

2b

mol/L，100℃時該反應的平衡常數K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

═

a

2b a 2b ×( a b )2

=

b2

a2

，
故答案為：

b2

a2

；
③在溫度和容積不變的情況下，再向平衡體系中充入a mol CO（g）、2a mol H₂（g），等效為在原平衡的基礎上增大一倍壓強，平衡向正反應移動，CO的轉化率增大，化學平衡常數只受溫度影響，與濃度無關，溫度不變，平衡常數不變，
故答案為：增大；不變；
④CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0，
則溫度越高，逆向反應進行的程度越大，甲醇的含量就越低，
壓強增大，反應正向進行的程度大，則甲醇的含量高，則圖象為
，
故答案為：；

點評：本題考查化學平衡圖象、化學平衡有關計算、化學平衡常數、影響化學平衡的因素等知識點，是對知識的綜合運用，應加強平時知識的積累，應注意圖象的利用來分析解決問題，圖象中的信息是解答本題的關鍵，題目難度中等．