Question

【題目】能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景，因此甲醇被稱為21世紀的新型燃料．
工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇，一定條件下發(fā)生反應：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）．圖1表示反應中能量的變化；圖2表示一定溫度下，在體積為2L的密閉容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的濃度隨時間變化圖．
請回答下列問題：

（1）在“圖1”中，曲線（填“a”或“b”）表示使用了催化劑；該反應屬于（填“吸熱”或“放熱”）反應．
（2）根據(jù)“圖2”判斷，下列說法不正確的是 ．
A.起始充入的CO為1mol
B.增加CO濃度，CO的轉化率增大
C.容器中壓強恒定時，反應已達平衡狀態(tài)
D.保持溫度和密閉容器容積不變，再充入1mol CO和2mol H2 ， 再次達到平衡時 會增大
（3）從反應開始到建立平衡，v（H2）=；該溫度下CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的化學平衡常數(shù)為 ． 若保持其他條件不變，向平衡體系中再充入0.5mol CO、1molH2、1.5molCH3OH，此反應進行的方向為（填“正反應方向”或“逆反應方向）”．
（4）請在“圖3”中畫出平衡時甲醇蒸氣百分含量（縱坐標）隨溫度（橫坐標）變化的曲線，要求畫壓強不同的2條曲線（在曲線上標出p1、p2 ， 且p1＞p2）．

Answer 1

【答案】
（1）b；放熱
（2）AB
（3）0.15mol?L﹣1?min﹣1；12L2?mol﹣2；平衡不移動
（4）解：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H＜0，

則溫度越高，逆向反應進行的程度越大，甲醇的含量就越低，

壓強增大，反應正向進行的程度大，則甲醇的含量高，則圖象為

【解析】解：（1）加入催化劑，可降低反應的活化能，由圖象可知b活化能較低，應加入催化劑，反應物的總能量大于生成物的總能量，則反應為放熱反應，所以答案是：b；放熱；（2）A、由圖2可知生成0.75mol/LCH3OH，則反應了0.75mol/LCO，平衡時有0.25mol/LCO，即CO的起始物質的量為（0.75mol/l+0.25mol/L）×2L=2mol，故A錯誤；
B、增加CO濃度，會促進氫氣的轉化，氫氣的轉化率增大，但CO的轉化率減小，故B錯誤；
C、該反應為反應前后壓強不等的反應，則壓強不變時，該反應達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D、再充入1molCO和2molH2 ， 體積不變，則壓強增大，平衡正向移動，再次達到平衡時 會增大，故D正確；
所以答案是：AB；（3）由圖2可知，反應中減小的CO的濃度為1mol/L﹣0.25mol/L=0.75mol/L，10min時達到平衡，
則用CO表示的化學反應速率為 =0.075molL﹣1min﹣1 ，
因反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，則v（H2）=0.075molL﹣1min﹣1×2=0.15molL﹣1min﹣1；

	CO（g）+	2H2（g）		CH3OH（g）
開始（mol/L）	1	2		0
轉化（mol/L）	0.75	1.5		0.75
平衡（mol/L）	0.25	0.5		0.75

則化學平衡常數(shù)K═ =12L2mol﹣2；
Qc= =12=K，達平衡狀態(tài)，平衡不移動；
所以答案是：0.15molL﹣1min﹣1；12L2mol﹣2； 平衡不移動；
【考點精析】通過靈活運用化學平衡狀態(tài)的判斷和化學平衡的計算，掌握狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等；反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產(chǎn)品的產(chǎn)率=實際生成產(chǎn)物的物質的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質的量×100%即可以解答此題．