Question

甲醇汽油是一種新能源清潔燃料，可以作為汽油的替代物．工業(yè)上可用CO和H₂制取甲醇，化學方程式為：
CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H=a kJ/mol為研究平衡時CO的轉化率與反應物投料比（

c(CO)起始

c(H2)起始

）及溫度的關系，研究小組在10L的密閉容器中進行模擬反應，并繪出如圖：
（1）反應熱a

 

0 （填“＞”或“＜”），判斷依據(jù)是

 

．
（2）若其它條件相同，Ⅰ、Ⅱ曲線分別表示投料比不同時的反應過程．
①投料比：Ⅰ

 

Ⅱ（填“＞”或“＜”）．
②若Ⅱ反應的n（CO）起始=10mol、投料比為0.5，A點的平衡常數(shù)K_A=

 

，B點的平衡常數(shù)K_B

 

K_A（填“＞”或“＜”或“=”）．
（3）為提高CO轉化率可采取的措施是

 

（至少答出兩條）．

Answer 1

考點：化學平衡建立的過程,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）分析圖象可知，一氧化碳轉化率隨溫度升高減小，說明平衡逆向進行分析反應能量變化；
（2）①依據(jù)相同溫度下一氧化碳的轉化率變化分析投料比；
②結合投料比較少氫氣物質的量，依據(jù)化學平衡三段式列式計算平衡濃度，得到A點的平衡常數(shù)，AB是相同溫度下的平衡，平衡常數(shù)只隨溫度變化分析；
（3）為提高CO轉化率，可以增加氫氣量，提高一氧化碳的轉化率，反應是放熱反應，降低溫度平衡正向進行，依據(jù)反應特征和平衡移動原理分析提高一氧化碳轉化率的條件是平衡正向進行．

解答： 解：（1）圖象可知，一氧化碳轉化率隨溫度升高減小，說明平衡逆向，正反應為放熱反應，a＜0，
故答案為：＜，升高溫度，CO的轉化率降低，平衡左移，正反應為放熱反應；
（2）①相同溫度下一氧化碳的轉化率變化分析投料比，Ⅰ和Ⅱ相比，Ⅰ的一氧化碳轉化率大于Ⅱ的轉化率，說明投料比

c(CO)

c(H2)

，Ⅰ＜Ⅱ；
故答案為：＜；
②若Ⅱ反應的n（CO）起始=10mol、投料比為0.5，n（H₂）=20mol，依據(jù)化學平衡三段式列式計算
               CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）
起始量（mol/L）  1      2          0
變化量（mol/L）  0.5    1          0.5
平衡量（mol/L）  0.5    1          0.5
A點的平衡常數(shù)K_A =

0.5

0.5×12

=1
AB是相同溫度下的平衡，平衡常數(shù)只隨溫度變化，所以AB平衡常數(shù)相同；
故答案為：1，=；
（3）為提高CO轉化率可采取的措施，可以增加氫氣量，提高一氧化碳的轉化率，反應是放熱反應，降低溫度平衡正向進行，依據(jù)反應特征和平衡移動原理分析提高一氧化碳轉化率的條件是平衡正向進行，即減小投料比、較低溫度、增大壓強、分離出CH₃OH；
故答案為：減小投料比、較低溫度、增大壓強、分離出CH₃OH；

點評：本題考查了化學平衡、平衡常數(shù)，反應速率影響因素分析判斷，化學平衡計算，化學平衡的建立過程分析應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．