高中 | 化学平衡常数 题目答案及解析
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选修四
第二章 化学反应速率和化学平衡
第三节 化学平衡
化学平衡常数
甲醇$\rm (\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}\rm )$是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
工业上一般采用下列反应合成甲醇：
反应Ⅰ：$\text{CO}(\text{g})+2{{\text{H}}_{2}}(\text{g})\rightleftharpoons \text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{OH}(\text{g})\quad \Delta H$
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数$\rm (K\rm )$。
| 温度 | $\rm 250$ $\rm ^\circ\rm C$ | $\rm 300$ $\rm ^\circ\rm C$ | $\rm 350$ $\rm ^\circ\rm C$ |
| $K$ | $\rm 2.041$ | $\rm 0.270$ | $\rm 0.012$ |
由表中数据判断，$\Delta H$ $\rm 0($填“$\rm \gt $”、“$\rm =$”或“$\rm \lt $”$\rm )$。
$\\rm \\lt $
"]]由表中数据判断，温度升高，平衡常数减小，说明平衡逆向移动，逆向是吸热反应，则正向是放热反应即$\Delta H\lt 0$；
某温度下，将$\rm 2$ $\rm mol$ $\rm CO$和$\text{6 mol }{{\text{H}}_{\text{2}}}$充入$\rm 2$ $\rm L$的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得$[\text{CO}]=0.2\ \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$，则$\rm CO$的平衡转化率为 ，此时的温度为 $\rm \;\rm ^\circ\rm C($从上表中选择$\rm )$。
$\\rm 80\\%$ ； $\\rm 250$
"]]某温度下，将$\rm 2\;\rm mol\;\rm CO$和$\text{6}\ \text{mol}\ {{\text{H}}_{\text{2}}}$充入$\rm 2\;\rm L$的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得$c(\text{CO)}=0.2\ \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}$，则$\rm CO$的平衡转化率为$\dfrac{2\text{ mol}-0.2\ \text{mol}\cdot {{\text{L}}^{-1}}\times 2}{2\text{ mol}}\times 100\%=80\%$，$\rm CO$物质的量为$\rm 0.4\;\rm mol$，消耗$\rm CO$物质的量为$\rm 1.6\;\rm mol$，则生成甲醇物质的量为$\rm 1.6\;\rm mol$，消耗氢气物质的量为$\rm 3.2\;\rm mol$，平衡时氢气物质的量为$\rm 2.8\;\rm mol$，平衡常数$\dfrac{\dfrac{1.6}{2}}{0.2\times (\dfrac{2.8}{2})}=2.041$。此时的温度为$\rm 250$ $\rm ^\circ\rm C$。
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