Question

12．碳及其化合物在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用比較廣泛，回答下列問題：
（1）已知：①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₁═-285.8KJ•mol^-1
②CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁═-725.5KJ•mol^-1
則CO₂（g）+3H₂（g）═CH₂OH（l）+H₂O（l）的反應(yīng)熱△H═-131.9KJ/mol；．
（2）某研究小組用CO合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H＜0，將三組混合氣體分別通入到三個2L恒容密閉容器中進行反應(yīng)，得到如下三組實驗數(shù)據(jù)：

實驗組	溫度	起始時物質(zhì)的量/mol			平衡時物質(zhì)的量/mol			達到平衡所需的時間/min
		CO	H2	CH3OH	CO	H2	CH3OH
1	650℃	2.0	6.0	0			1.0	5
2	900℃	2.0	6.0	0	1.2			2
3	650℃	1.0	4.0	2.0	a	b	c	t

實驗1條件下平衡常數(shù)K=0.25，a、b之間可能的關(guān)系為b=2a+1．
（3）已知CO的轉(zhuǎn)化率（a）與溫度（T）、壓強（p）的關(guān)系如右圖所示：
①p₁＜p₂（填“＜”、“＞”或“═”），先升高溫度，后增大壓強，能否實現(xiàn)b點到c點的轉(zhuǎn)化？能（填“能”或“不能”），原因是先升高溫度，后增大壓強，一氧化碳轉(zhuǎn)化率先減小后增大，可以到達C點一氧化碳轉(zhuǎn)化率不變．
②a、c兩點的反應(yīng)速率為v1＜v2（填“＜”、“＞”或“═”）
③在不改變反應(yīng)物用量的情況下，為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是：增大氫氣濃度，增大壓強、降低溫度（答出三條措施）

Answer 1

分析 （1）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式，①×3-②得到；
（2）結(jié)合化學平衡三段式列式計算平衡濃度
                 CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）
起始量（mol/L）   1       3         0
變化量（mol/L）   0.5      1        0.5
平衡量（mol/L）   0.5     2         0.5
K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$；
實驗3溫度不變，平衡常數(shù)不變，計算濃度商判斷反應(yīng)進行的方向，結(jié)合化學平衡三段式，起始量=消耗量+平衡量計算得到ab可能的關(guān)系；
（3）①該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積減小的放熱反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，壓強一定，升高溫度，平衡逆向進行；
②ac點在曲線上壓強相同，c點溫度高于a點，反應(yīng)速率大；
③提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是改變條件促使平衡正向進行．

解答 解：（1）：①H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（l）△H₁═-285.8KJ•mol^-1
②CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁═-725.5KJ•mol^-1
依據(jù)蓋斯定律①×3-②計算得到，CO₂（g）+3H₂（g）═CH₂OH（l）+H₂O（l）△H═-131.9KJ/mol，
故答案為：-131.9KJ/mol；
（2）結(jié)合化學平衡三段式列式計算平衡濃度，起始濃度，c（CO）=1mol/L，c（H₂）=3mol/L
                 CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）
起始量（mol/L）   1       3         0
變化量（mol/L）   0.5      1        0.5
平衡量（mol/L）   0.5     2         0.5
K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$=$\frac{0.5}{0.5×{2}^{2}}$=0.25；
實驗3溫度不變，平衡常數(shù)不變，計算濃度商判斷反應(yīng)進行的方向，Q=$\frac{1}{0.5×{2}^{2}}$=0.5＞K，反應(yīng)正向進行
結(jié)合化學平衡三段式，
                 CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）
起始量（mol/L）   0.5       2         1
變化量（mol/L）  c-1     2c-2        c-1
平衡量（mol/L）   a         b         c
起始量=消耗量+平衡量，a+c-1=0.5，2c-2+b=2
得到b=2a+1，
故答案為：0.25，b=2a+1；
（3）①該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積減小的放熱反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，平衡正向進行，一氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，壓強越大一氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，P₁＜P₂；壓強一定，升高溫度，平衡逆向進行，一氧化碳轉(zhuǎn)化率減小，先升高溫度，后增大壓強，一氧化碳轉(zhuǎn)化率先減小后增大，可以到達C點一氧化碳轉(zhuǎn)化率不變，所以能實現(xiàn)b點到c點的轉(zhuǎn)化，
故答案為：＜，能，先升高溫度，后增大壓強，一氧化碳轉(zhuǎn)化率先減小后增大，可以到達C點一氧化碳轉(zhuǎn)化率不變；
②C點溫度高反應(yīng)速率快達到反應(yīng)速率需要的時間短，V₁＜V₂，故答案為：＜；
③反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是降溫、加壓、分離出甲醇、增大氫氣濃度等，故答案為：增大氫氣濃度，增大壓強、降低溫度．

點評 本題考查了熱化學方程式書寫方法和蓋斯定律的計算應(yīng)用，化學平衡影響因素判斷，圖象分析判斷，主要是化學平衡移動原理的應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．