Question

1．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．工業(yè)上依此用CO生產(chǎn)燃料甲醇．

（1）甲圖是反應(yīng)時(shí)CO和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化情況．從反應(yīng)開始到平衡，用CO濃度變化表示平均反應(yīng)速率v（CO）=0.075mol/（L•min）．
（2）乙圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量的變化．曲線a表示不使用催化劑時(shí)反應(yīng)的能量變化，曲線b表示使用催化劑后的能量變化．該反應(yīng)的焓變是△H＜0（填“△H＜0”或“△H＞0”），寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91kJ/mol；選擇適宜的催化劑不能（填“能”或“不能”）改變?cè)摲磻?yīng)的反應(yīng)熱．
（3）該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}$，溫度升高，平衡常數(shù)K減�。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ安蛔儭被颉皽p小”）．
（4）恒容條件下，下列措施中能使$\frac{n（C{H}_{3}OH）}{n（CO）}$增大的有c．
a．降低溫度    b．充入He氣     c．再充入1mol CO和2mol H₂d．使用催化劑．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算反應(yīng)速率；
（2）根據(jù)反應(yīng)物與生成物的總能量來分析吸熱還是放熱，并書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式，催化劑只能改變反應(yīng)的途徑，不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度冪之比與反應(yīng)物濃度冪之積的比，根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響來分析平衡常數(shù)的變化；
（4）使 $\frac{n（C{H}_{3}OH）}{n（CO）}$增大，化學(xué)平衡應(yīng)正向移動(dòng)．

解答 解：（1）由圖可知，CO濃度變化量為1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，△t=10min，則v（CO）=$\frac{0.75mol}{10min}$=0.075mol/（L•min），
故答案為：0.075mol/（L•min）；
（2）反應(yīng)物的總能量為419kJ，生成物的總能量為510kJ，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，焓變△H＜0，放出的熱量為419kJ-510kJ=91kJ，熱化學(xué)方程式為CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91 kJ/mol，
該反應(yīng)使用催化劑，只能改變反應(yīng)的途徑降低反應(yīng)所需的活化能，而不能改變反應(yīng)熱，
故答案為：△H＜0；CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91 kJ/mol；不能；
（3）由反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），則K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}$，因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，K值減小，
故答案為：$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}$；減�。�
（4）使 $\frac{n（C{H}_{3}OH）}{n（CO）}$增大，化學(xué)平衡應(yīng)正向移動(dòng)，但升高溫度時(shí)化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，恒容條件下充入He氣化學(xué)平衡不移動(dòng)，使用催化劑化學(xué)平衡不移動(dòng)，在恒容條件下再充入1molCO和2molH₂，壓強(qiáng)增大，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，符合題意，故c正確，
故答案為：c．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，涉及影響化學(xué)平衡的因素、熱化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)平衡常數(shù)、反應(yīng)速率的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，題目難度中等，試題注重對(duì)高考熱點(diǎn)知識(shí)的考查，有利于提高學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．