Question

（2013?揭陽(yáng)一模）Ⅰ．工業(yè)上可用CO生產(chǎn)燃料甲醇，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）

（1）“圖1”表示反應(yīng)中能量的變化，曲線

b

（填：a或b）表示使用了催化劑；該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-91kJ/mol

．
（2）若容器容積不變，下列措施可增大CO轉(zhuǎn)化率的是

BD

．
A．升高溫度
B．將CH₃OH（g）從體系中分離
C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大
D．再充入1mol CO和2mol H₂
（3）其他條件不變，請(qǐng)?jiān)凇皥D2”中畫出溫度為T₂（且T₂＜T₁）時(shí)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與H₂和CO的起始組成比[n（H₂）/n（CO）]的關(guān)系曲線

．
Ⅱ．向BaSO₄沉淀中加入飽和碳酸鈉溶液，充分?jǐn)嚢�，棄去上層清液，如此處理多次，可使BaSO₄全部轉(zhuǎn)化為BaCO₃，發(fā)生的反應(yīng)可表示為：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）．
現(xiàn)有0.20mol BaSO₄，加入1.0L 2.0mol/L的飽和Na₂CO₃溶液處理，假設(shè)起始的c（SO₄^2-）≈0，平衡時(shí)，K=4.0×10^-2，求達(dá)到平衡時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)化的BaSO₄的物質(zhì)的量．（寫出計(jì)算過(guò)程，計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：Ⅰ．（1）根據(jù)圖中反應(yīng)的活化能的大小來(lái)分析是否使用催化劑；
利用反應(yīng)前后的總能量來(lái)計(jì)算反應(yīng)熱，結(jié)合熱化學(xué)方程式書(shū)寫原則進(jìn)行解答；
（2）增大CO轉(zhuǎn)化率，應(yīng)改變條件使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，結(jié)合選項(xiàng)利用平衡移動(dòng)原理分析解答；
（3）該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度降低，n（H₂）/n（CO）一定條件下，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，據(jù)此作圖；
Ⅱ．設(shè)發(fā)生轉(zhuǎn)化的BaSO₄的物質(zhì)的量為x mol，則平衡時(shí)c（SO₄^2-）為x mol/L，利用三段式計(jì)算平衡時(shí)碳酸根的濃度，代入平衡常數(shù)計(jì)算．

解答：解：Ⅰ．（1）由圖可知，曲線b降低了反應(yīng)所需的活化能，則b使用了催化劑，又該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱△H=419kJ/mol-510kJ/mol=-91kJ/mol，故該溶液的熱化學(xué)方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-91kJ/mol，
故答案為：b；CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-91kJ/mol；  
（2）增大CO轉(zhuǎn)化率，應(yīng)改變條件使化學(xué)平衡應(yīng)正向移動(dòng)，
A．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率降低，故A錯(cuò)誤；
B．將CH₃OH（g）從體系中分離，甲醇的濃度降低，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故B正確；
C．恒溫恒容下，充入He，使體系總壓強(qiáng)增大，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變，平衡不移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率不變，故C錯(cuò)誤；
D．在恒容條件下再充入1mol CO和2mol H₂，壓強(qiáng)增大，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故D正確；
故答案為：BD；
（3）該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度降低，n（H₂）/n（CO）一定條件下，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故溫度為T₂（且T₂＜T₁）時(shí)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與H₂和CO的起始組成比[n（H₂）/n（CO）]的關(guān)系曲線為，故答案為：；
Ⅱ．設(shè)發(fā)生轉(zhuǎn)化的BaSO₄的物質(zhì)的量為x mol，則平衡時(shí)c（SO₄^2-）為x mol/L，
                BaSO₄+CO₃^2-?BaCO₃+SO₄^2-
起始濃度（mol/L）     2.0          0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）     x            x
平衡濃度（mol/L）     2.0-x        x     
所以

x

2-x

=4.0×10^-2，解得x=0.077，
答：發(fā)生轉(zhuǎn)化的BaSO₄的物質(zhì)的量為0.077mol．

點(diǎn)評(píng)：本題考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫、影響化學(xué)平衡的因素、化學(xué)平衡常數(shù)有關(guān)計(jì)算、沉淀轉(zhuǎn)化等，難度中等，注意對(duì)反應(yīng)中能量的變化圖的理解，本題綜合性較大，是對(duì)熱點(diǎn)知識(shí)的考查．