Question

17．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（于固定容器中進行）：2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）
（1）如表所列數據是該反應在不同溫度下的化學平衡常數（K）

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①該反應的平衡常數表達式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{2}（{H}_{2}）•c（CO）}$，△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②300℃下，將2mol CO、6mol H₂和4molCH₃OH充入2L的密閉容器中，判斷反應正向（填“正向”或“逆向”）進行．
③要提高CO的轉化率，可以采取的措施是df（填序號）．
a．升溫              b．加入催化劑               c．增加CO的濃度
d．加入H₂加壓       e．加入惰性氣體加壓         f．分離出甲醇
（2）如圖表示在溫度分別為T₁、T₂時，平衡體系中H₂的體積分數隨壓強變化曲線，A、C兩點的反應速率A＜C（填“＞”、“=”或“＜”，下同），A、C兩點的化學平衡常數A=C，由狀態B到狀態A，可采用升溫的方法（填“升溫”或“降溫”）．

Answer 1

分析 （1）①根據化學平衡常數概念k=生成物濃度冪之積：反應物濃度冪之積；分析圖象溫度升高k減小，向著逆反應方向移動；
②計算300℃下，2mol CO、6mol H2和4molCH3OH充入2L的密閉容器的濃度商Qc，與該溫度下的k作比較；
③根據影響化學平衡的因素分析；
（2）增大壓強，化學平衡正移動，氫氣的體積分數增加；平衡常數與溫度有關；該反應為放熱反應，升高溫度，化學平衡逆向移動，氫氣的體積分數增大，結合圖象來分析解答；

解答 解：（1）①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g），K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{2}（{H}_{2}）•c（CO）}$；分析圖象，溫度升高后K變小，說明反應逆方向移動，即該反應為放熱反應，△H＜0；
故答案為：K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{2}（{H}_{2}）•c（CO）}$；＜；
②由圖：300℃下，K=0.270，將2mol CO、6mol H₂和4molCH₃OH充入2L的密閉容器中，此時反應的濃度商Qc=$\frac{（4mol÷2L）}{（6mol÷2L）^2•（2mol÷2L）}$=$\frac{2}{9}$＜K，故反應正向進行；
故答案為：正向；  
③要提高CO的轉化率，反應正向移動，a．反應為放熱反應，升溫，逆向移動，錯誤； b．催化劑不影響平衡，錯誤； c．增加CO的濃度，平衡正向移動，但CO的轉化率減小，錯誤；d．加入H₂加壓，正向移動，且CO的 轉化率增大，正確；e．加入惰性氣體加壓，物質的濃度未變，速率不改變，平衡不移動，錯誤； f．分離出甲醇，生成物濃度減小，反應正向移動，CO的轉化率增大，正確；
故答案為：d f；
（2）A、C兩點的表示反應在相同溫度不同壓強下的狀態，壓強大的反應速率快，所以A點速率小于C點速率；化學平衡常數與溫度有關，A、C溫度相同，所以平衡常數也相同；A點H₂的體積分數比B點高，則要求反應逆向移動，該反應是個放熱反應，所以選擇升溫；
故答案為：＜；=；升溫．

點評 本題考查化學平衡的圖象、，明確外界條件對化學平衡的影響及圖象中縱橫坐標的含義、“定一議二”“先拐先平”原則即可解答，難度不大．