Question

17．甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇（于固定容器中進(jìn)行）：2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）
（1）如表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{2}（{H}_{2}）•c（CO）}$，△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②300℃下，將2mol CO、6mol H₂和4molCH₃OH充入2L的密閉容器中，判斷反應(yīng)正向（填“正向”或“逆向”）進(jìn)行．
③要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是df（填序號）．
a．升溫              b．加入催化劑               c．增加CO的濃度
d．加入H₂加壓       e．加入惰性氣體加壓         f．分離出甲醇
（2）如圖表示在溫度分別為T₁、T₂時，平衡體系中H₂的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線，A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率A＜C（填“＞”、“=”或“＜”，下同），A、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)A=C，由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可采用升溫的方法（填“升溫”或“降溫”）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)概念k=生成物濃度冪之積：反應(yīng)物濃度冪之積；分析圖象溫度升高k減小，向著逆反應(yīng)方向移動；
②計算300℃下，2mol CO、6mol H2和4molCH3OH充入2L的密閉容器的濃度商Qc，與該溫度下的k作比較；
③根據(jù)影響化學(xué)平衡的因素分析；
（2）增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡正移動，氫氣的體積分?jǐn)?shù)增加；平衡常數(shù)與溫度有關(guān)；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動，氫氣的體積分?jǐn)?shù)增大，結(jié)合圖象來分析解答；

解答 解：（1）①2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g），K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{2}（{H}_{2}）•c（CO）}$；分析圖象，溫度升高后K變小，說明反應(yīng)逆方向移動，即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0；
故答案為：K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{2}（{H}_{2}）•c（CO）}$；＜；
②由圖：300℃下，K=0.270，將2mol CO、6mol H₂和4molCH₃OH充入2L的密閉容器中，此時反應(yīng)的濃度商Qc=$\frac{（4mol÷2L）}{（6mol÷2L）^2•（2mol÷2L）}$=$\frac{2}{9}$＜K，故反應(yīng)正向進(jìn)行；
故答案為：正向；  
③要提高CO的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)正向移動，a．反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫，逆向移動，錯誤； b．催化劑不影響平衡，錯誤； c．增加CO的濃度，平衡正向移動，但CO的轉(zhuǎn)化率減小，錯誤；d．加入H₂加壓，正向移動，且CO的 轉(zhuǎn)化率增大，正確；e．加入惰性氣體加壓，物質(zhì)的濃度未變，速率不改變，平衡不移動，錯誤； f．分離出甲醇，生成物濃度減小，反應(yīng)正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，正確；
故答案為：d f；
（2）A、C兩點(diǎn)的表示反應(yīng)在相同溫度不同壓強(qiáng)下的狀態(tài)，壓強(qiáng)大的反應(yīng)速率快，所以A點(diǎn)速率小于C點(diǎn)速率；化學(xué)平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，A、C溫度相同，所以平衡常數(shù)也相同；A點(diǎn)H₂的體積分?jǐn)?shù)比B點(diǎn)高，則要求反應(yīng)逆向移動，該反應(yīng)是個放熱反應(yīng)，所以選擇升溫；
故答案為：＜；=；升溫．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡的圖象、，明確外界條件對化學(xué)平衡的影響及圖象中縱橫坐標(biāo)的含義、“定一議二”“先拐先平”原則即可解答，難度不大．