Question

我國《車用燃料甲醇國家標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施拉開了車用燃料低碳革命的大幕，一些省市正在陸續(xù)試點(diǎn)與推廣使用甲醇汽油．甲醇可通過CO和H₂在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)制得：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g） 圖Ⅰ、圖Ⅱ是關(guān)于該反應(yīng)進(jìn)行情況的圖示．

請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問題：
（l）圖I是反應(yīng)時(shí)CO和CH₃OH的濃度隨時(shí)間的變化情況，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）=

 

．
（2）圖Ⅱ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(shí)反應(yīng)的能量變化，在圖Ⅱ中畫出使用催化劑后的能量變化曲線b．
（3）寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．
（4）該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為

 

；當(dāng)溫度升高時(shí)，該平衡常
數(shù)K將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（5）恒容條件下，下列措施中能使

n(CH3OH)

n(CO)

增大的有

 

．
A．升高溫度     B．充入He氣C．再充入l mol CO和2molH₂  D．使用催化劑
（6）若在一體積可變的密閉容器中充入l molCO、2mol H₂和l mol CH₃OH，達(dá)到平衡時(shí)測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍，則該反應(yīng)向

 

（填“正”、“逆”）反應(yīng)方向移動(dòng)，理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)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)圖I時(shí)，反應(yīng)中CO濃度的變化，結(jié)合速率公式計(jì)算；
（2）根據(jù)催化劑對(duì)活化能的影響分析；
（3）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；
（4）根據(jù)反應(yīng)方程式結(jié)合平衡常數(shù)的含義書寫；根據(jù)溫度對(duì)平衡的影響分析K的變化；
（5）恒容條件下，下列措施中能使

n(CH3OH)

n(CO)

增大，則平衡正移，據(jù)此分析；
（6）同溫同壓下，混合氣體的密度與摩爾質(zhì)量成正比，如果平衡不移動(dòng)，密度應(yīng)相等，據(jù)此分析．

解答： 解：（1）由圖I可知，反應(yīng)中CO濃度的變化為：1.00-0.25=0.75mol?L^-1，則c（CO）=

△c

△t

=

0.75mol

10min

=0.075mol/（L?min），故答案為：0.075mol/（L?min）；
（2）圖Ⅱ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(shí)反應(yīng)的能量變化，使用催化劑后反應(yīng)的活化能降低，則能量變化曲線b如圖：，故答案為：；
（3）反應(yīng)物的總能量為419kJ，生成物的總能量為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；
（4）已知CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；則K=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

；已知該反應(yīng)的正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，升高溫度平衡逆移，所以K減��；
故答案為：K=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

；減小；
（5）恒容條件下，下列措施中能使

n(CH3OH)

n(CO)

增大，則平衡正移；
A．已知該反應(yīng)的正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，升高溫度，平衡逆移，故A錯(cuò)誤；
B．充入He氣，容器的體積不變，各反應(yīng)物的濃度不變，平衡不移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C．再充入1molCO和2molH₂，與原來加入了的量等比例，平衡時(shí)比原來的平衡的壓強(qiáng)增大，平衡正移，故C正確；
D．使用催化劑，同等程度的改變正逆反應(yīng)速率，平衡不移動(dòng)，故D錯(cuò)誤；
故答案為：C；
（6）同溫同壓下，混合氣體的密度與摩爾質(zhì)量成正比，如果平衡不移動(dòng)，密度應(yīng)相等，現(xiàn)在密度是原來的1.6倍，所以平衡向氣體計(jì)量數(shù)減小的方向移動(dòng)，
故答案為：正；該反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變，同溫同壓下達(dá)平衡時(shí)氣體密度增大，即氣體體積縮小，反應(yīng)正向進(jìn)行．

點(diǎn)評(píng)：本題為綜合性習(xí)題，考查影響化學(xué)平衡的因素、熱化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)平衡常數(shù)、反應(yīng)速率的計(jì)算，圖象的分析和利用等知識(shí)點(diǎn)，注重對(duì)高考熱點(diǎn)知識(shí)的考查，是較好的習(xí)題．