Question

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

（1）圖1是表示一定溫度下，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(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）=

 

（2）圖2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)是

 

（選填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．
（3）該反應(yīng)平衡常數(shù)K為

 

，溫度升高，平衡常數(shù)K

 

（填“增大”、“不變”或“減小”）．
（4）恒容條件下，下列措施中能使

n(CH3OH)

n(CO)

增大的有

 

．
a．升高溫度           b．充入He氣
c．再充入2molH₂      d．使用催化劑．

Answer 1

考點(diǎn)：反應(yīng)速率的定量表示方法,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)v=

△c

△t

進(jìn)行計(jì)算；
（2）利用反應(yīng)前后的總能量來分析反應(yīng)的能量變化；
（3）利用各物質(zhì)平衡的濃度來計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)；根據(jù)溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減�。�
（4）使n（CH₃OH）/n（CO）應(yīng)采取措施，使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，注意不能增大一氧化碳或降低甲醇的量．

解答： 解：（1）v（CO）=

(1-0.25)mol/L

10min

=0.075 mol?L^-1?min^-1，
故答案為：0.075 mol?L^-1?min^-1；
（2）由圖可知，該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
由圖可知，反應(yīng)物為1molCO（g）和2molH₂（g），生成物為1molCH₃OH（g），△H=419-510=-91 kJ?mol^-1，
故反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91 kJ?mol^-1，
故答案為：放熱，CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91 kJ?mol^-1；
（3）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
開始（mol/L）   1       2        0
轉(zhuǎn)化（mol/L）  0.75    1.5      0.75
平衡（mol/L）  0.25    0.5      0.75
則化學(xué)平衡常數(shù)K=

0.75

0.25×0.5×0.5

=12；溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物的濃度增大，生成物的濃度減少，平衡常數(shù)減��；
故答案為：12，減��；
（4）a．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，n（CH₃OH）/n（CO）減小，故a錯(cuò)誤；
b．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大，容器的容積不變，反應(yīng)混合物的濃度不變，平衡不移動(dòng)，n（CH₃OH）/n（CO）不變，故b錯(cuò)誤；
c．再通入2molH₂，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，n（CH₃OH）/n（CO）增大，故c正確；
d．使用催化劑，平衡不移動(dòng)，n（CH₃OH）/n（CO）不變，故d錯(cuò)誤，
故答案為：c．

點(diǎn)評(píng)：本題考查反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡的影響因素、平衡常數(shù)的計(jì)算熱化學(xué)方程式的書寫等，難度中等．應(yīng)注意圖象中的信息是解答本題的關(guān)鍵．