Question

10．二氧化碳是全球氣候變化的主要罪魁禍?zhǔn)祝瑸橄�除二氧化碳的污染并使其轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏梦镔|(zhì)，全世界的化學(xué)科學(xué)家做了大量的研究．科學(xué)家找到了一種名叫二硒化鎢的金屬化合物，通過(guò)處理，在陽(yáng)光作用下，使二氧化碳較易分解成一氧化碳和氧氣，用一氧化碳可輕松獲得多種能源物質(zhì)．如CO和H₂可以合成甲醇．
在10L的密閉容器中按物質(zhì)的量之比1：2充入CO和H₂，若充有10molCO發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
測(cè)得平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化及壓強(qiáng)的變化如圖所示：
p₂、T₂時(shí)，n（CO）隨時(shí)間的變化如表所示：

t/min	0	1	3	5
n（CO）/mol	10	7	5	5

（1）p₂、T₂時(shí)，0～lmin 內(nèi)，平均速率ν（H₂）=0.6mol/（L•min）；
（2）你認(rèn)為p₁＜p₂（填“＜”“＞”或“=”）
（3）合成甲醇的反應(yīng)為放熱（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)．A、B、C三點(diǎn)的平衡常數(shù)K_A、K_B、K_C的大小關(guān)系為K_a=K_b＞K_c．
（4）若工業(yè)生產(chǎn)CH₃OH，下列措施中，能增加單位時(shí)間內(nèi)CH₃OH產(chǎn)量的方法有①③④⑤⑥．
①增大壓強(qiáng)                 ②降低溫度                                       ③升高溫度
④加入催化劑             ⑤適當(dāng)增大一氧化碳的比例量             ⑥及時(shí)分離CH₃OH
（5）己知碳的燃燒熱為Q₁kJ/mol，碳與氧氣反應(yīng)生成一氧化碳（按量筒整數(shù)比）的反應(yīng)熱為-Q₂J/mol，則二氧化碳在二硒化鎢作催化劑時(shí)分解的熱化學(xué)方程式（按最簡(jiǎn)整數(shù)比）為：2CO₂（g）=2CO（g）+O₂（g）△H=+2（Q₁-Q₂）kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）p₂、T₂時(shí)，0～lmin 內(nèi)，CO的轉(zhuǎn)化率是0.5，則參加反應(yīng)的n（CO）=（10-7）mol=3mol，則v（CO）=$\frac{\frac{3mol}{10L}}{1min}$=0.3mol/（L．min），根據(jù)反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比計(jì)算ν（H₂）；
（2）相同溫度下，該反應(yīng)的正反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積減小的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大；
（3）升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)；
（4）能增加單位時(shí)間內(nèi)CH₃OH產(chǎn)量，說(shuō)明增大正逆反應(yīng)速率，可以通過(guò)增大反應(yīng)物濃度、升高溫度、加入催化劑、增大壓強(qiáng)等方法實(shí)現(xiàn)；
（5）碳的燃燒熱化學(xué)方程式為C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-Q₁kJ/mol　①
碳與氧氣反應(yīng)生成一氧化碳（按量筒整數(shù)比）的反應(yīng)熱為-Q₂J/mol，其熱化學(xué)方程式為：
C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-Q₂kJ/mol　②
將方程式2（②-①）得2CO₂（g）=2CO（g）+O₂（g）△H進(jìn)行相應(yīng)的改變．

解答 解：（1）p₂、T₂時(shí)，0～lmin 內(nèi)，CO的轉(zhuǎn)化率是0.5，則參加反應(yīng)的n（CO）=（10-7）mol=3mol，則v（CO）=$\frac{\frac{3mol}{10L}}{1min}$=0.3mol/（L．min），根據(jù)反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比計(jì)算ν（H₂）=2v（CO）=2×0.3mol/（L．min）=0.6mol/（L．min），
故答案為：0.6；
（2）相同溫度下，該反應(yīng)的正反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積減小的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，根據(jù)圖知，相同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率P₁＜P₂，故答案為：＜； 
（3）升高溫度，CO的轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以△H＜0，
該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡常數(shù)減小，AB溫度相同且小于C，所以平衡常數(shù)K_a=K_b＞K_c，
故答案為：放熱；K_a=K_b＞K_c；
（4）能增加單位時(shí)間內(nèi)CH₃OH產(chǎn)量，說(shuō)明增大正逆反應(yīng)速率，可以通過(guò)增大反應(yīng)物濃度、減小生成物濃度、升高溫度、加入催化劑、增大壓強(qiáng)等方法實(shí)現(xiàn)，
故選①③④⑤⑥；
（5）碳的燃燒熱化學(xué)方程式為C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-Q₁kJ/mol�、�
碳與氧氣反應(yīng)生成一氧化碳（按量筒整數(shù)比）的反應(yīng)熱為-Q₂J/mol，其熱化學(xué)方程式為C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-Q₂kJ/mol�、�
將方程式2（②-①）得2CO₂（g）=2CO（g）+O₂（g）△H=+2（Q₁-Q₂）kJ/mol，
故答案為：2CO₂（g）=2CO（g）+O₂（g）△H=+2（Q₁-Q₂）kJ/mol．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算、蓋斯定律、化學(xué)平衡影響因素等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷及計(jì)算能力，注意：化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與物質(zhì)濃度等因素都無(wú)關(guān)，題目難度不大．