工业上可利用或来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(、、)如下表所示：化学反应平衡常数符号平衡常数值500℃700℃800℃①2.50.340.15②1.01.702.52③请回答下列问题：

1. 工业上可利用 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ 来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数( $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ )如下表所示：

化学反应	平衡常数符号	平衡常数值
化学反应	平衡常数符号	500℃	700℃	800℃
① $\text{[math]}$	$\text{[math]}$	2.5	0.34	0.15
② $\text{[math]}$	$\text{[math]}$	1.0	1.70	2.52
③ $\text{[math]}$	$\text{[math]}$

请回答下列问题：

(1) 根据反应①与②可推导出 $\text{[math]}$ (用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示)； $\text{[math]}$ 0(用“>”或“<”表示)；

(2) 根据反应①与②可推导出 $\text{[math]}$ (用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示)；

(3) 恒温恒容下，对反应①，下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是___________ A. 压强不再变化 B. 气体密度不再变化 C. 气体平均相对分子质量不再变化 D. $\text{[math]}$

(4) 恒容、500℃下，测得反应②在某时刻时， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的浓度分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，则此时 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”“=”或“<”)，达平衡时 $\text{[math]}$ 的浓度为 $\text{[math]}$

(5) 下列图像符合反应③的是___________ A.

B.

C.

D.

【考点】

化学平衡常数; 化学平衡状态的判断;

【答案】

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填空题普通

1. 化石燃料的综合利用既能减少污染，又能提高资源利用率。其常用的方法包括煤的气化、液化以及转化为有机产品等。

(1) 利用反应C(s)+H₂O(g)⇌CO(g)+H₂(g) ∆H =+131 kJ·mol ^-1可将煤气化。向某恒容密闭容器中充入1molC和1 mol H₂O(g)。

①该反应能在(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下自发。

②T℃时，能判断反应已达到平衡状态的是(填标号)。

A．混合气体的密度保持不变　　B．CO的体积分数保持不变

C．υ_消耗(H₂O)=υ_生成(H₂) 　　D．CO、H₂的物质的量之比不再改变

(2) 利用反应CO₂(g)+3H₂ (g)⇌CH₃OH(g)+H₂O(g)合成甲醇。向2L恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂ ，在不同催化剂下，相同时间内测得CO₂的转化率随温度的变化如下图所示。

①催化效果最佳的是催化剂(填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。

② $\text{[math]}$ 时，平衡常数K=(保留三位有效数字)。

(3) 利用反应CO(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)合成甲醇。在容积为1L的密闭容器中，充入1 mol CO和2 mol H₂ ，测得CO和CH₃OH的浓度随时间变化如图。

①从4min到9min，υ(CO)=mol·L^-1·min^-1。

②平衡时H₂的转化率为。

③平衡时混合气体中CH₃OH(g)的体积分数是。

填空题普通

2. 高炉炼铁中发生的基本反应之一为FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO₂(g)　ΔH<0。已知1 100 ℃时，该反应的平衡常数K=0.263。

(1) 该反应的平衡常数表达式为K=；若升高温度，则该可逆反应达到新的平衡时，其平衡常数K值将(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2) 1 100 ℃时，测得高炉中c(CO)=0.1 mol·L^-1 ， c(CO₂)=0.025 mol·L^-1 ，在这种情况下该反应是否处于化学平衡状态？(填“是”或“否”)。此时化学反应速率v_正v_逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，反应向(填“正”或“逆”)反应方向进行。

(3) 一定温度时，保持容器容积不变，下列不能说明反应达到平衡的是_______。 A. CO₂的浓度不变 B. v(CO) ：v(CO₂)=1：1 C. 混合气体的密度不变 D. 混合气体的平均相对分子质量不变

(4) 欲提高CO的平衡转化率，可采取的措施是。

A.减少Fe B.增加FeO C.移出CO₂D.提高反应的温度 E.减小容器的体积 F.加入合适的催化剂

填空题普通

(1) 已知2CO(g)⇌C(s)+CO₂(g)，T=980K时，ΔH-TΔS=0。当体系温度低于980K时，估计ΔH-TΔS的正负符号为；当体系温度高于980K时，估计ΔH-TΔS的正负符号为。在冶金工业中，以C作还原剂，温度高于980K时的氧化产物是以为主。

(2) 在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：

①混合气体的压强

②混合气体的密度

③混合气体的总物质的量

④混合气体的平均相对分子质量

⑤混合气体的颜色

⑥各反应物或生成物的浓度之比等于系数之比

⑦某种气体的百分含量

a．能说明C(s)+H₂O(g)⇌CO(g)+H₂(g)达到平衡状态的是。

b．能说明I₂(g)+H₂(g)⇌2HI(g)达到平衡状态的是。

(3) 将固体NH₄I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH₄I(s)⇌NH₃(g)+HI(g)；②2HI(g)⇌H₂(g)+I₂(g)达到平衡时，c(H₂)=0.5mol/L，c(HI)=4mol/L，则此温度下反应①的平衡常数为。

填空题困难