Question

面對目前世界范圍內(nèi)的能源危機，甲醇作為一種較好的可再生能源，具有廣泛的應(yīng)用前景．

（1）已知在常溫常壓下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

①CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H₁=﹣90kJ•mol^﹣1

②CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）△H₂=﹣41kJ•mol^﹣1

寫出由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式：   ．

（2）在容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H₂，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，平衡時的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示．

①p₁ 小于p₂（填“大于”、“小于”或“等于”）；

②在其他條件不變的情況下，再增加a mol CO與2a mol H₂，達(dá)到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率（填“增大”、“減小”或“不變”，下同），平衡常數(shù)  ．

（3）已知在T℃時，CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）的平衡常數(shù)K=0.32，在該溫度下，已知c_始（CO）=1mol•L^﹣1，c_始（H₂O）=1mol•L^﹣1，某時刻經(jīng)測定CO的轉(zhuǎn)化率為10%，則該反應(yīng)沒有（填“已經(jīng)”或“沒有”）達(dá)到平衡，原因是Qc  K，此時刻v_正  v_逆（填“＞”或“＜”）．

Answer 1

考點：  化學(xué)平衡的計算；用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算；轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化曲線．

專題：  化學(xué)平衡專題．

分析：  （1）根據(jù)蓋斯定律和已知熱化學(xué)方程式，可知二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式可由①﹣②得出；

（2）相同溫度下，同一容器中，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，則CO的轉(zhuǎn)化率增大；溫度不變，則平衡常數(shù)不變；

（3）根據(jù)轉(zhuǎn)化率計算各物質(zhì)的濃度，進而計算Qc，與平衡常數(shù)相比較，可判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，并判斷反應(yīng)的方向．

解答：  解：（1）已知式：①CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₁=﹣90kJ•mol^﹣1；

②CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H₂=﹣41kJ•mol^﹣1，

根據(jù)蓋斯定律將①﹣②得：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂=﹣49kJ•mol^﹣1；

故答案為：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂=﹣49kJ•mol^﹣1；

（2）①相同溫度下，同一容器中，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，根據(jù)圖象知，p₁小于p₂，故答案為：小于；

②在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a mol H₂，相當(dāng)于將2amolCO、4amolH₂充入2VL密閉容器中，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時再縮小體積至VL，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，所以CO的轉(zhuǎn)化率增大，

由于反應(yīng)的溫度不變，則平衡常數(shù)不變，

故答案為：增大；不變；

（3）某時刻經(jīng)測定CO的轉(zhuǎn)化率為10%，則

             CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），

起始（mol/L）：1       1         0        0

轉(zhuǎn)化（mol/L）：0.1     0.1       0.1     0.1

某時刻（mol/L）：0.9     0.9    0.1    0.1

Qc==0.012＜0.32，

則沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，v_正＞v_逆，

故答案為：沒有；Qc＜K；＞．

點評：  本題考查轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強關(guān)系，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，明確溫度、壓強對該反應(yīng)平衡影響是解本題關(guān)鍵，題目難度中等．