Question

4．工業上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8kJ/mol
（1）要提高CO的轉化率，可以采取的措施是df．
a．升溫               b．加入催化劑          c．增加CO的濃度
d．充入H₂            e．充入惰性氣體        f．分離出甲醇
（2）在容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫恒容，測得反應達到平衡時的有關數據如表：

容器		甲	乙	丙
反應物投入量		1mol CO、2mol H2	1mol CH3OH	2mol CH3OH
平衡 時數 據	CH3OH的濃度（mol/L）	c1	c2	c3
	反應的熱量變化	a kJ	b kJ	c kJ
	體系壓強（Pa）	p1	p2	p3
	反應物轉化率	α1	α2	α3

下列說法正確的是D．
A．2c₁＞c₃      B．a+b＜90.8       C．2p₂＜p₃      D．α₁+α₃＜1．

Answer 1

分析 （1）要提高CO的轉化率，可以采取措施使平衡向正反應移動，據此結合選項解答；
（2）A、甲、丙相比較，把甲等效為開始加入1molCH₃OH，丙中甲醇的物質的量為甲的2倍，壓強增大，對于反應CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），平衡向生成甲醇的方向移動；
B、由題目可知生成1molCH₃OH的能量變化為$\frac{454kJ}{5}$=90.8kJ，甲、乙平衡狀態相同，令平衡時甲醇為nmol，計算反應熱數值，據此判斷；
C、比較乙、丙可知，丙中甲醇的物質的量為乙的2倍，壓強增大，對于反應CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），平衡向生成甲醇的方向移動；
D、甲、乙處于相同的平衡狀態，則α₁+α₂=1，由C的分析可知α₂＞α₃，據此判斷．

解答 解：（1）a．升溫，平衡向逆反應方向移動，CO的轉化率的減小，故a錯誤；
b．加入催化劑，平衡不移動，轉化率不變，故b錯誤；
c．增加CO的濃度，CO的轉化率的減小，故c錯誤；
d．恒容充入H₂，平衡向正反應方向移動，轉化率增大，故d正確；
e．恒壓充入惰性氣體，平衡不移動，轉化率不變，故e錯誤；
f．分離出甲醇，平衡向正反應方向移動，轉化率增大，故f正確．
故答案為：df；
（2）A、甲、丙相比較，把甲等效為開始加入1molCH₃OH，丙中甲醇的物質的量為甲的2倍，壓強增大，對于反應CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），平衡向生成甲醇的方向移動，故2c₁＜c₃，故A錯誤；
B、由題目可知生成1molCH₃OH的能量變化為$\frac{454kJ}{5}$=90.8kJ，甲、乙平衡狀態相同，令平衡時甲醇為nmol，對于甲容器，a=90.8n，等于乙容器b=90.8（1-n），故a+b=90.8，故B錯誤；
C、比較乙、丙可知，丙中甲醇的物質的量為乙的2倍，壓強增大，對于反應CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），平衡向生成甲醇的方向移動，故2p₂＞p₃，故C錯誤；
D、甲、乙處于相同的平衡狀態，則α₁+α₂=1，由C的分析可知α₂＞α₃，所以a₁+a₃＜1，故D正確，
故答案為：D．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學平衡的移動原理以及等效平衡問題，難度較大，注意（2）題為易錯點、難點，注意理解等效平衡問題．