Question

由碳的氧化物直接合成甲醇、乙醇燃料已進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)．如：
反應(yīng)I  CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H
反應(yīng)Ⅱ2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+H₂O△H．
某研究小組為了尋找合成甲醇的適宜條件如溫度、壓強(qiáng)、碳?xì)浔萚

n(CO)

n(H2)

]、催化劑質(zhì)量等，設(shè)計(jì)了如下對比實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中（每次實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)時(shí)間相同）．

實(shí)驗(yàn)序號	T（℃）	n(CO) n(H2)	p（Mpa）	CO（轉(zhuǎn)化率）
1	150	1 3	0.1	a
2	x	1 3	5	b

（1）實(shí)驗(yàn)1、2的目的是探究

壓強(qiáng)

對合成甲醇的影響，則x=

150

．
（2）a

＜

b（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）若要探究溫度、壓強(qiáng)、碳?xì)浔萚

n(CO)

n(H2)

]、催化劑質(zhì)量對合成甲醇的影響，除實(shí)驗(yàn)1、2外，至少還需進(jìn)行

3

次對比實(shí)驗(yàn)．
（4）上述合成甲醇、乙醇的兩個(gè)反應(yīng)更符合綠色化學(xué)理念的是反應(yīng)

Ⅰ

（填編號）．
（5）在不同時(shí)間測得反應(yīng)Ⅱ的混合體系中CH₃CH₂OH的百分含量和溫度的關(guān)系如圖所示．
①反應(yīng)Ⅱ的△H

＜

0（填“＞”或“＜”）．
②判斷ω點(diǎn)

不是

（填“是”或“不是”）平衡狀態(tài)．保持溫度正不變，若反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)W時(shí)，v_正

＞

v_逆（填“＜”、“＞”或“=”）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)控制變量法分析解答，由表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)1、2的碳?xì)浔认嗤�、壓�?qiáng)不同，應(yīng)是在溫度、碳?xì)浔认嗤瑮l件下，探究壓強(qiáng)對合成甲醇的影響；
（2）根據(jù)反應(yīng)Ⅰ可知，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大；
（3）要探究催化劑質(zhì)量對反應(yīng)的影響，則需要溫度、壓強(qiáng)、碳?xì)浔炔蛔�，改變催化劑質(zhì)量對反應(yīng)的影響；
壓強(qiáng)、碳?xì)浔�、催化劑質(zhì)量不變來探究溫度變化對反應(yīng)的影響；
溫度、壓強(qiáng)、催化劑質(zhì)量不變來探究碳?xì)浔葘Ψ磻?yīng)的影響；
（4）根據(jù)原子利用率100%分析解答；
（5）①由圖可知，溫度越高乙醇的含量越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
②曲線上的任何一點(diǎn)都是平衡點(diǎn)，w不是平衡狀態(tài)，w點(diǎn)乙醇的含量小于x點(diǎn)平衡狀態(tài)的含量，則要到達(dá)平衡，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行．

解答：解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)1、2的碳?xì)浔认嗤�、壓�?qiáng)不同，應(yīng)是在溫度、碳?xì)浔认嗤瑮l件下，探究壓強(qiáng)對合成甲醇的影響，則x=150℃，故答案為：壓強(qiáng)；150；
（2）根據(jù)反應(yīng)Ⅰ可知，正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故a＜b，故答案為：＜；
（3）要探究催化劑質(zhì)量對反應(yīng)的影響，則需要溫度、壓強(qiáng)、碳?xì)浔炔蛔�，改變催化劑質(zhì)量對反應(yīng)的影響；保持壓強(qiáng)、碳?xì)浔�、催化劑質(zhì)量不變來探究溫度變化對反應(yīng)的影響；保持溫度、壓強(qiáng)、催化劑質(zhì)量不變來探究碳?xì)浔葘Ψ磻?yīng)的影響，故至少還需進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn)，故答案為：3；
（4）反應(yīng)Ⅰ的原子利用率達(dá)到100%，更符合綠色化學(xué)理念，故答案為：Ⅰ；
（5）①由圖可知，溫度越高平衡時(shí)乙醇的含量越小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故△H＜0，故答案為：＜；
②曲線上的任何一點(diǎn)都是平衡點(diǎn)，w不是平衡狀態(tài)，w點(diǎn)乙醇的含量小于x點(diǎn)平衡狀態(tài)的含量，則要到達(dá)平衡，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則v_正＞v_逆，故答案為：不是；＞．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率影響因素探究實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、化學(xué)平衡圖象等，難度中等，側(cè)重對學(xué)生分析思維能力的考查，（5）中注意曲線上的點(diǎn)都是平衡點(diǎn)．