Question

（1）CO和H₂可以合成二甲醚，化學(xué)方程式為3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H＜0． 如果上述反應(yīng)方程式的平衡常數(shù)K值變大，則該反應(yīng)

 

（選填編號）．
A．一定向正反應(yīng)方向移動       B．在平衡移動時正反應(yīng)速率先增大后減小
C．一定向逆反應(yīng)方向移動       D．在平衡移動時逆反應(yīng)速率先減小后增大
（2）一定條件下，可以由CO₂（g）和H₂（g）合成CH₄（g），同時還生成H₂O（g）．
①向一容積為2L的恒容密閉容器中充人一定量的CO₂和H₂，在300℃時發(fā)生上述反應(yīng)，10min達(dá)到平衡時部分物質(zhì)的濃度如下圖1所示：

用CH₄表示達(dá)到平衡時的反應(yīng)速率

 

，該溫度下的平衡常數(shù)等于

 

．
②圖2表示H₂在建立平衡過程中的速率時間圖，若現(xiàn)在20min時擴(kuò)大容器體積，并在30min時又達(dá)到狀態(tài)，請在圖2中畫出H₂的逆反應(yīng)方向速率時間圖象．
（3）有人提出設(shè)計反應(yīng)2CO═2C+O₂（△H＞0）來消除CO的污染，請判斷該反應(yīng)能否自發(fā)

 

（填“能”或“不能”），理由是

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的影響因素,焓變和熵變,物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）反應(yīng)方程式的平衡常數(shù)K值變大，說明平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)隨溫度變化；
（2）①依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算，圖象中讀出平衡濃度，反應(yīng)速率V=

△c

△t

，結(jié)合平衡 常數(shù)概念計算，利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積得到；
②反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，在20min時擴(kuò)大容器體積，減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減小，正逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率減小的多，反應(yīng)逆向進(jìn)行，逆反應(yīng)速率減小的小，隨反應(yīng)進(jìn)行氫氣逆反應(yīng)速率減小最后達(dá)到平衡狀態(tài)；
（3）根據(jù)吉布斯自由能的大小判斷反應(yīng)能否進(jìn)行，△H-T△S＜0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；

解答： 解：（1）化學(xué)方程式為3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H＜0． 如果上述反應(yīng)方程式的平衡常數(shù)K值變大，說明平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)隨溫度變化，改變條件是降低溫度，反應(yīng)速率減�。�
A．分析可知反應(yīng)一定向正反應(yīng)方向移動，故A正確；      
B．在平衡移動時正反應(yīng)速率先減小后增大，故B錯誤；
C．分析可知平衡正向進(jìn)行，故C錯誤；       
D．改變條件是降低溫度，平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)速率減小，在平衡移動時逆反應(yīng)速率先減小后增大，故D正確；
故答案為：AD；
（2）①平衡狀態(tài)c（H₂）=c（CH₄）=0.8mol/L，c（CO₂）=0.2mol/L；
               CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g）
起始量（mol/L） 1.0      4.0       0        0
變化量（mol/L） 0.8      3.2       0.8      1.6
平衡量（mol/L） 0.2      0.8       0.8      1.6
用CH₄表示達(dá)到平衡時的正反應(yīng)速率=

0.8mol/L

10min

=0.08 mol?L^-1?min^-1；
平衡常數(shù)K=

0.8×1．62

0.2×0．84

=25；
故答案為：0.08 mol?L^-1?min^-1；25；
②CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g），反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，在20min時擴(kuò)大容器體積，減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減小，正逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率減小的多，反應(yīng)逆向進(jìn)行，逆反應(yīng)速率減小的小，隨反應(yīng)進(jìn)行氫氣逆反應(yīng)速率減小最后達(dá)到平衡狀態(tài)，氫氣的逆反應(yīng)速率如右圖；
故答案為：；
（3）反應(yīng)2CO=2C+O₂（△H＞0、△S＜0），則△G=△H-T?△S＞0，反應(yīng)是一個焓增、熵減的反應(yīng)，任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行；
故答案為：不可能；△H＞0吸熱且△S＜0 或依據(jù)△G判斷

點評：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡有關(guān)知識的綜合應(yīng)用，同時考查學(xué)生用數(shù)學(xué)知識解決化學(xué)問題的能力，難度較大，注意平衡常數(shù)計算應(yīng)用，題目難度中等．