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）=

 

； H₂的平衡轉(zhuǎn)化率為

 

．
（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反應(yīng)的能量變化，曲線b表示使用催化劑后的能量變化．寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．
（3）該溫度下，反應(yīng)平衡常數(shù)K=

 

（填數(shù)值），溫度升高，平衡常數(shù)K

 

（填“增大”、“不變”或“減小”）．
（4）恒容條件下，下列措施中能使反應(yīng)體系中 

n(CH3OH)

n(CO)

增大的措施有

 

．
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)：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,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

計算，可得反應(yīng)速率，根據(jù)轉(zhuǎn)化率=

已轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量

起始的物質(zhì)的量

×100%可求得轉(zhuǎn)化率．
（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；
（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，據(jù)此求得平衡常數(shù)，根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響來分析平衡常數(shù)的變化；
（4）使 

n(CH3OH)

n(CO)

增大，即化學(xué)平衡應(yīng)正向移動，據(jù)此判斷；

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）=

0.75mol/L

10min

=0.075mol/（L?min），
∵CO濃度變化量為0.75mol/L，根據(jù)化學(xué)方程式可知H₂濃度變化量為1.5mol/L，H₂的平衡轉(zhuǎn)化率=

1.5×2

4

×100%=75%，
故答案為：0.075mol/（L?min）；75%；
（2）反應(yīng)物的總能量與活化能的差值為419kJ，生成物的總能量與活化能的差值為510kJ，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，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，故答案為：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91 kJ/mol；
（3）H₂平衡時的濃度=2mol/L-1.5mol/L=0.5mol/L，再結(jié)合圖得，
                      CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
平衡時的濃度（mol/L）  0.25       0.5             0.75
∴K=

c(CH3OH)

c(CO)×c2(H2)

=

0.75

0.25×0．52

mol^-2?L^-2=12 mol^-2?L^-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，所以K值減小，
故答案為：12；減��；
（4）使 

n(CH3OH)

n(CO)

增大，化學(xué)平衡應(yīng)正向移動，但升高溫度時化學(xué)平衡逆向移動，故a錯誤，恒容條件下充入He氣化學(xué)平衡不移動，故b錯誤，使用催化劑化學(xué)平衡不移動，故d錯誤，在恒容條件下再充入2molH₂，壓強(qiáng)增大，化學(xué)平衡正向移動，符合題意，故c正確，
故答案為：c．

點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生對反應(yīng)熱的理解、平衡轉(zhuǎn)化率的計算、影響化學(xué)平衡移動的因素的掌握情況，難度中等，本題有一定的綜合性，解題時要注意各種物理量的應(yīng)用及互換．