(2014?贵州二模)工业上一般在密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH30H(g)(1)不同

(2014?贵州二模)工业上一般在密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH30H(g)(1)不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示.①该反应△H______O,△S______0(填“>”或“<”),则该反______自发进行(填“一定能”、“一定不能”、“不一定”)②实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是______.(2)某温度下,将2molCO和6mOlH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=O.1 mol?L-1.①该反应的平衡常数K=______;②在其他条件不变的情况下,将容器体积压缩到原来的12,与原平衡相比,下列有关说法正确的是______(填序号).a.氢气的浓度减少 b.正反应速率加快,逆反应速率也加快c.甲醇的物质的量增加 d.重新平衡时n(H2)n(CH3OH)增大③若保持同一反应温度将起始物质改为a mol CO、b mol H2、c mol CH3OH,欲使平衡混合物中各组成与原平衡相同,则a、b应满足的关系为______,且欲使开始时该反应向逆反应方向进行,c的取值范围是______.
(1)态悉皮①由图象可知,压强一定时,温度越高CO的转化率越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,即△H<0;
该反应正反应是气体物质的量减小的反应,故熵减小,即△S<0;
由△G=△H-T△S<0,反应自发进行,可知该反应在低温趋向自发进行,高温下不能自发进行,该反应不一定自发进行,
故答案为:<;<;不一定;
②由图可知,在250℃、1.3×104kPa左右,CO转化率已较高(达90%左右),增大压强CO转化率提高不大,且生产成本增加,故实际生产条件控制在1.3×104kPa左右,
故答案为:该压强下,CO转化率已较高(90%左右),再增大压强CO转化率提高不大,且生产成本增加;
(2)①2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,CO、H2的起始浓度分别为
2mol
2L
=1mol/L、
6mol
2L
=3mol/L,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.1 mol/L,CO浓度变化为1mol/L-0.1mol/L=0.9mol/L,则:
            CO(g)+2H2(g)?CH30H(g)
开始(mol/L):1       3        0
变化(mol/L):0.9     1.8      0.9
平衡(mol/L):0.1     1.2      0.9
故该温度下,该反应的平衡常数k=
0.9
0.1×1.22
=6.25,
故答案为:6.25;
②a.增大压强,平衡时氢气的浓度增大,故a错误;
b.增大压强,反应物、生成物的浓度都增大,故正、逆反应速率都加快,故b正确;
c.增大压强平衡向正反应方向移动,甲醇的物质的量增加,故c正确;
d.增大压强平衡向正反应方向移动,氢气的物质的量减小、甲醇的物质的量增大,故重新平衡时
n(H2)
n(CH3OH)
减小,帆差故d错误,
故答案为:bc;
③各组成与原平衡相同说明为等效平衡,恒温恒容,前后气体体积变化,按化学计量数转化到左边,满足对于物质的物质的量相等即可,所以有:a+c=2,b+2c=6,整理得b=2+2a;
由①计算可知,平衡时CH3OH的物质的量为0.9mol/L×2L=1.8mol,所以c>1.8mol平衡向逆反应进行.按化学计量数转化到左边,得到2mol CO时c的值最大,所以c最大为2mol.所以1.8<c<陆数≤2,
故答案为:b=2+2a;1.8<c≤2.