Question

甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料，它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防

甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料，它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中．工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：CO（g）+2H2（g） 催化剂加热CH3OH（g）+Q下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）． 温度 250℃ 300℃ 350℃ K 2.041 0.270 0.012（1）判断反应达到平衡状态的依据是______A．混合气体的密度不变B．混合气体的平均相对分子质量不变C．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化（2）由表中数据判断Q______0 （填“＞”、“=”或“＜”），要提高CO转化率，可采取的措施是______A．加入催化剂B．充入COC．充入H2D．升温（3）某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则以CH3OH表示的反应速率v（CH3OH）=______mol/（L?min），CO的转化率为______．（4）原料CO和H2可以由C和H2O反应制取，涉及的反应方程式如下：C（s）+CO2（g）═2CO（g）平衡常数K1C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）平衡常数K2CO（g）+H2O（g）═H2（g）+CO2（g）平衡常数K3则K1、K2、K3之间的关系是：______．

Answer 1

（1）A．该反应反应前后气体质量不变，容器的体积不变，则混合气体的密度始终不变，所以不能判断反应是否达到平衡状态，故A错误；
B．该反应是一个反应前后气体体积减小的反应，当混合气体的平均相对分子质量不变时，该反应达到平衡状态，故B正确；
C．无论反应是否达到平衡状态，生成CH₃OH的速率与消耗CO的速率始终相等，所以不能判断反应是否达到平衡状态，故C错误；
D．当CH₃OH、CO、H₂的浓度都不再发生变化时，该反应达到平衡状态，故D正确；
故选BD；
（2）升高温度，化学平衡常数减小，则平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，即Q＞0，
该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，要提高CO转化率，平衡向正反应方向移动，则可采取的措施降低温度、增大压强、充入氢气或减少甲醇的量，故选C，
故答案为：＞；C；
（3）某温度下，将2mol CO和6mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，
v（CO）=

2 2 mol/L?0.2mol/L

10min

=0.08mol/（L．min），该反应v（CO）=v（CH₃OH）=0.08mol/（L．min），
CO的转化率为=

2mol?0.2mol/L×2L

2mol

×100%=80%，
故答案为：0.08；80%；
（4）C（s）+CO₂（g）═2CO（g）①平衡常数K₁
C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）②平衡常数K₂
CO（g）+H₂O（g）═H₂（g）+CO₂（g）③平衡常数K₃
方程式①+③=②，所以K₂=K₁?K₃，
故答案为：K₂=K₁?K₃．