Question

【題目】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）
（1）判斷反應達到平衡狀態的依據是（填字母序號，下同） ．
A.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等
B.混合氣體的密度不變
C.混合氣體的相對平均分子質量不變
D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發生變化
（2）下表所列數據是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由表中數據判斷該反應的△H0（填“＞”、“=”或“＜”）；
②某溫度下，將2molCO和6mol H2充入2L的密閉容器中，充分反應后，達到平衡時測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉化率為 ， 此時的溫度為 ．
（3）要提高CO的轉化率，可以采取的措施是 ． 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
（4）一定條件下，CO與H2在催化劑的作用下生成5molCH3OH的能量變化為454kJ．在該溫度時，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下：

容器		甲	乙	丙
反應物投入量		1molCO、2molH2	1molCH3OH	2molCH3OH
平 衡 時 數 據	CH3OH的濃度（mol/L）	c1	c2	c3
	反應的能量變化	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 ．
A.2c1＞c3
B.a+b＜90.8
C.2p2＜p3
D.α1+α3＜1．

Answer 1

【答案】
（1）CD
（2）＜；80%；250℃
（3）df
（4）D
【解析】解：（1）A．生成CH3OH的速率與消耗CO的速率均表示正反應速率，反應始終按該比例關系進行，故A錯誤；

B．混合氣體總質量不變，容器容積不變，混合氣體的始終密度不變，故B錯誤；

C．混合氣體總質量不變，隨反應進行混合氣體總物質的量減小，平均相對分子質量減小，混合氣體的相對平均分子質量不變，說明到達平衡，故C正確；

D．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發生變化，說明到達平衡，故D正確，

故選：CD；（2）①由表數據可知，溫度升高，平衡常數減小，說明平衡逆向進行，逆向是吸熱反應，正向放熱反應，即△H1＜0，所以答案是：＜；

②充分反應達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，其物質的量為2L×0.2mol/L=0.4mol，則：

	CO （g）+	2H2 （g）	CH3OH （g）
起始（mol）	2	6	0
轉化（mol）	1.6	3.2	1.6
平衡（mol）	0.4	2.8	1.6

CO的轉化率= ×100%=80%，

此時的平衡常數K= = ≈2.041，所以溫度為250℃，

所以答案是：80%；250℃；（3）a．正反應為放熱反應，升溫平衡逆向移動，CO轉化率減小，故a錯誤；

b．加入催化劑加快反應速率，但不影響平衡移動，CO轉化率不變，故b錯誤；

c．增加CO的濃度，CO轉化率減小，故c錯誤；

d．加入H2加壓，平衡正向移動，CO轉化率增大，故d正確；

e．加入惰性氣體加壓，恒溫恒容下平衡不移動，CO轉化率不變，故e錯誤；

f．分離出甲醇，平衡正向移動，CO轉化率增大，故f正確，

故選：df；（4）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 =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，

所以答案是：D．

【考點精析】利用化學平衡狀態本質及特征和化學平衡狀態的判斷對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）；狀態判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．