Question

工業上可利用CO或CO₂來生產燃料甲醇。已知甲醇制備的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數如下表所示：

化學反應	平衡常數	溫度℃
500	700	800
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)	K1	2.5	0.34	0.15
②H2(g)+CO2(g)  H2O (g)+CO(g)	K2	1.0	1.70	2.52
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g)	K3

 

請回答下列問題：

（1）反應②是         （填“吸熱”或“放熱”）反應。

（2）據反應①與②可推導出K₁、K₂與K₃之間的關系，則K₃=          （用K₁、K₂表示）。

（3）500℃時測得反應③在某時刻，H₂(g)、CO₂(g)、CH₃OH(g)、H₂O (g)的濃度（mol·L^-1）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時 V_正      V_逆（填“ > ”、“=”或“<”）。

（4）反應①按照相同的物質的量投料，測得CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如下圖所示。下列說法正確的是_____________（填序號）。

A．溫度：T₁＞T₂＞T₃

B．正反應速率：υ(a)＞υ(c) , υ(b)＞υ(d)

C．平衡常數：K(a)＞K(c) , K(b)=K(d)

D．平均摩爾質量：M(a)＞M(c) , M(b)＞M(d)

 

Answer 1

【答案】

 

（1）吸熱（2分）；（2）K₃=K₁•K₂（2分）；（3）>（2分）；（4）CD（2分）。

【解析】

試題分析：（1）反應②,升高溫度，K值增大，正反應方向為吸熱方向。（2）反應①與②相加即可得到反應③，可推導出K₃=K₁•K₂。（3）500℃時測得反應③在某時刻，H₂(g)、CO₂(g)、CH₃OH(g)、H₂O (g)的濃度（mol·L^-1）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，此時濃度商為Qc==0.56<k=2.5，平衡將向正向移動，則此時 V_正 >V_逆。(4)A．該反應為放熱反應，溫度越低，CO的轉化率越大，則T₁＜T₂＜T₃，故A錯誤；B．由圖可知，a、c兩點壓強相同，平衡時a點CO轉化率更高，該反應為放熱反應，溫度越低，CO的轉化率越大，故溫度T1＜T3，溫度越高，反應速率越快，故υ（a）＜υ（c）．b、d兩點溫度相同，壓強越大，反應速率越大，b點大于d點壓強，則v（b）＞v（d），故B錯誤；C．由圖可知，a、c兩點壓強相同，平衡時a點CO轉化率更高，該反應為放熱反應，故溫度T1＜T3，降低溫度平衡向正反應方向移動，則K（a）＞K（c），平衡常數只與溫度有關，b、d兩點溫度相同，平衡常數相同，則K（b）=K（d），故C正確；D．CO轉化率的越大，n總越小，由M=,可知，a點n總小，則M（a）＞M（c），M（b）＞M（d），故D正確；故選CD．

考點：本題考查溫度、壓強、轉化率等之間的關系，明確外界條件對反應速率及平衡的影響是解本題的關鍵，易錯選項是D，注意根據M=來分析解答即可．