Question

【題目】甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料，工業(yè)上通過下列反應(yīng)①和②，用CH4和H2O為原料來制備甲醇． ①CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H1
②CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H2
將0.20mol CH4（g）和0.30mol H2O（g）通入容積為10L的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)①，達(dá)到平衡時，CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖．

（1）溫度不變，縮小體積，增大壓強(qiáng)，①的反應(yīng)速率（填“增大”、“減小”或“不變”），平衡向方向移動．
（2）溫度升高，反應(yīng)①的△H10（填“＜”、“=”或“＞”），其平衡常數(shù)表達(dá)式為K= ， 100℃時的平衡常數(shù)值是 ．
（3）在壓強(qiáng)為0.1MPa條件下，將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)②生成甲醇．為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件，某同學(xué)設(shè)計了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計表中．請在下表空格中填入剩余的實(shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn)編號	T（℃）	n （CO）/n（H2）	P（MPa）
I	150	1/3	0.1
II			5
III	350		5

Answer 1

【答案】
（1）增大；逆反應(yīng)方向或左
（2）＞；；1.35×10﹣3
（3）150；1/3；1/3
【解析】解：（1）CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）為氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，平衡逆反應(yīng)方向或左移動，所以答案是：增大； 逆反應(yīng)方向或左； （2）由圖可知，升高溫度，甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，即升高溫度平衡正向移動，可知△H1＞0；K= ，100℃時的甲烷轉(zhuǎn)化率為0.5，則

	CH4（g）+	H2O（g）		CO（g）+	3H2（g）
開始	0.02	0.03		0	0
轉(zhuǎn)化	0.01	0.01		0.01	0.03
平衡	0.01	0.02		0.01	0.03

K= =1.35×10﹣3 ，
所以答案是：＞； ；1.35×10﹣3；（3）尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件，則實(shí)驗(yàn)I和II只有壓強(qiáng)不同，II和III只有溫度不同，則II中數(shù)據(jù)分別為150、1/3，III中數(shù)據(jù)為1/3，所以答案是：

實(shí)驗(yàn)編號	T（℃）	n（CO）/n（H2）	P（MPa）
I
II	150	1/3
III		1/3

【考點(diǎn)精析】掌握化學(xué)平衡的計算是解答本題的根本，需要知道反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%．