Question

2．能源短缺是人類(lèi)社會(huì)面臨的重大問(wèn)題．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛地開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景．反應(yīng)：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
①下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）．

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中數(shù)據(jù)判斷△H₁＜0（選填“＞”“=”或“＜”），根據(jù)該反應(yīng)特點(diǎn)，此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是低溫（選填“高溫”“低溫”或“任何溫度”）
②某溫度下，將2mol CO和6mol H₂充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得c（CO）=0.2mol•L^-1，則CO的轉(zhuǎn)化率為80%．

Answer 1

分析 ①依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化分析溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是△H-T△S＜0，據(jù)此判斷；
②利用三段式計(jì)算各自組分物質(zhì)的量變化量、平衡時(shí)的物質(zhì)的量，依據(jù)轉(zhuǎn)化率概念計(jì)算CO的轉(zhuǎn)化率；根據(jù)濃度計(jì)算出平衡常數(shù)，再判斷溫度．

解答 解：①由表數(shù)據(jù)可知，溫度升高，平衡常數(shù)減小，說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行，逆向是吸熱反應(yīng)，正向放熱反應(yīng)，即△H₁＜0，CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）反應(yīng)前后氣體體積減小，熵變△S＜0，滿(mǎn)足△H-T△S＜0，應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行，
故答案為：＜，低溫；
②按反應(yīng)充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得c（CO）=0.2mol/L，物質(zhì)的量為0.4mol；
             CO （g）+2H₂ （g）?CH₃OH （g）
起始量（mol） 2        6          0
變化量（mol） 1.6    3.2         1.6
平衡量（mol） 0.4    2.8         1.6
CO的轉(zhuǎn)化率=$\frac{1.6mol}{2mol}$×100%=80%，
故答案為：80%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡的影響因素和有關(guān)計(jì)算、反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)等，難度不大，注意掌握平衡計(jì)算的應(yīng)用．