Question

【題目】甲醇是重要的化學工業基礎原料和清潔液體燃料．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表所示：

化學反應	平衡 常數	溫度/℃
		500	800
①2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）	K1	2.5	0.15
②H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g）	K2	1.0	2.50
③3H2（g）+CO2（g）CH3OH（g）+H2O（g）	K3

（1）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）．500℃時測得反應③在某時刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的濃度（molL﹣1）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時v正v逆（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）對于反應③，在相同溫度和容積不變時，能說明該反應已達平衡狀態的是
A.n（CO2）：n（H2）：n（CH3OH）：n（H2O）=1：3：1：1
B.容器內壓強保持不變
C.H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為3：1
D.容器內的密度保持不變．

Answer 1

【答案】
（1）K1?K2,＞
（2）B,C
【解析】解：（1）反應③3H2（g）+CO2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）是氣體體積減小的反應△S＜0，依據反應①+②得到反應③，所以平衡常數K3=K1×K2，結合溫度變化分析，隨溫度升高，平衡常數減小，平衡逆向進行，所以判斷反應是放熱反應，焓變△H＜0，在500℃、2L的密閉容器中，進行反應③，測得反應③在某時刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O （g）的濃度（mol/L）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，Q= =0.87＜K=2.5，反應正向進行，V正＞V逆，

（2）A．n（CO2）：n（H2）：n（CH3OH）：n（H2O）=1：3：1：1，不能判斷正逆反應速率是否相等，無法判斷是否達到平衡狀態，故A錯誤；

B．該反應是體積減小的反應，容器內壓強保持不變，表明正逆反應速率相等，各組分的濃度不再變化，達到了平衡狀態，故B正確；

C．H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為3：1，表示的是正逆反應速率，且滿足計量數關系，說明達到了平衡狀態，故C正確；

D．容器內的密度保持不變，反應方程式兩邊都是氣體，氣體的總質量不變，容器的容積固定，所以反應過程中氣體的密度始終不變，所以密度不能作為判斷平衡狀態的依據，故D錯誤；
所以答案是：（1）K1K2；＞；（2）BC
【考點精析】關于本題考查的化學平衡狀態的判斷和化學平衡的計算，需要了解狀態判斷：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；反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%才能得出正確答案．