Question

【題目】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)下表所列數據是該反應在不同溫度下的化學平衡常數(K)

①該反應的熵變△S 0(填：“<，>，=”)。該反應在 (填：高溫或低溫)條件下能自發進行。

②要提高CO的轉化率，可以采取的措施是_____________(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___________的方法(填“升溫”或“降溫”)。

Answer 1

【答案】(1) ①<；低溫② d f ；(2)＜；=；升溫

【解析】

試題分析：(1) ①由于該反應是氣體分子數減小的反應，因此是熵減反應，故熵變△S<0；由于升高溫度，平衡常數減小，化學平衡逆向移動，因此該反應正向放熱，即△H＜0，根據復合判據△G=△H-T△S＜0時，反應自發進行，因此該反應在低溫條件下能自發進行；②a.由于該反應是放熱反應，因此升溫平衡逆向移動，CO的轉化率降低，a錯誤；b.加入催化劑能提高反應速率，但是平衡不移動，不能提高CO的轉化率，b錯誤；c.增加CO的濃度平衡正向移動，H2的轉化率提高，而CO自身的轉化率降低，c錯誤；d.加入H2加壓，平衡正向移動，CO的轉化率增大，d正確；e.加入惰性氣體加壓，由于容器體積不變，因此各物質濃度不變，平衡不移動，不能提高CO的轉化率，e錯誤；f.分離出甲醇，使平衡不斷正向移動，CO的轉化率增大，f正確；故答案d、f；（2）溫度相同時，增大壓強，反應速率增大，因此，反應速率，A＜C；由于A、C兩點的溫度相同，因此平衡常數相等，即平衡常數A=C；由狀態B到狀態A，壓強不變，H2的體積分數增大，證明平衡逆向移動，由于該反應逆向吸熱，因此可采用升溫的方法。