【題目】能源問題日益成為制約國際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸.甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景,因此甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料.
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).圖1表示反應(yīng)中能量的變化;圖2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(shí)間變化圖.
請回答下列問題:

(1)在“圖1”中,曲線(填“a”或“b”)表示使用了催化劑;該反應(yīng)屬于(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
(2)根據(jù)“圖2”判斷,下列說法不正確的是
A.起始充入的CO為1mol
B.增加CO濃度,CO的轉(zhuǎn)化率增大
C.容器中壓強(qiáng)恒定時(shí),反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)
D.保持溫度和密閉容器容積不變,再充入1mol CO和2mol H2 , 再次達(dá)到平衡時(shí) 會(huì)增大
(3)從反應(yīng)開始到建立平衡,v(H2)=;該溫度下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為 . 若保持其他條件不變,向平衡體系中再充入0.5mol CO、1molH2、1.5molCH3OH,此反應(yīng)進(jìn)行的方向?yàn)?/span>(填“正反應(yīng)方向”或“逆反應(yīng)方向)”.
(4)請?jiān)凇皥D3”中畫出平衡時(shí)甲醇蒸氣百分含量(縱坐標(biāo))隨溫度(橫坐標(biāo))變化的曲線,要求畫壓強(qiáng)不同的2條曲線(在曲線上標(biāo)出p1、p2 , 且p1>p2).

【答案】
(1)b;放熱
(2)AB
(3)0.15mol?L1?min1;12L2?mol2;平衡不移動(dòng)
(4)解:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0,

則溫度越高,逆向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大,甲醇的含量就越低,

壓強(qiáng)增大,反應(yīng)正向進(jìn)行的程度大,則甲醇的含量高,則圖象為


【解析】解:(1)加入催化劑,可降低反應(yīng)的活化能,由圖象可知b活化能較低,應(yīng)加入催化劑,反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,則反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以答案是:b;放熱;(2)A、由圖2可知生成0.75mol/LCH3OH,則反應(yīng)了0.75mol/LCO,平衡時(shí)有0.25mol/LCO,即CO的起始物質(zhì)的量為(0.75mol/l+0.25mol/L)×2L=2mol,故A錯(cuò)誤;
B、增加CO濃度,會(huì)促進(jìn)氫氣的轉(zhuǎn)化,氫氣的轉(zhuǎn)化率增大,但CO的轉(zhuǎn)化率減小,故B錯(cuò)誤;
C、該反應(yīng)為反應(yīng)前后壓強(qiáng)不等的反應(yīng),則壓強(qiáng)不變時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C正確;
D、再充入1molCO和2molH2 , 體積不變,則壓強(qiáng)增大,平衡正向移動(dòng),再次達(dá)到平衡時(shí) 會(huì)增大,故D正確;
所以答案是:AB;(3)由圖2可知,反應(yīng)中減小的CO的濃度為1mol/L﹣0.25mol/L=0.75mol/L,10min時(shí)達(dá)到平衡,
則用CO表示的化學(xué)反應(yīng)速率為 =0.075molL1min1 ,
因反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則v(H2)=0.075molL1min1×2=0.15molL1min1;

CO(g)+

2H2(g)

CH3OH(g)

開始(mol/L)

1

2

0

轉(zhuǎn)化(mol/L)

0.75

1.5

0.75

平衡(mol/L)

0.25

0.5

0.75

則化學(xué)平衡常數(shù)K═ =12L2mol2;
Qc= =12=K,達(dá)平衡狀態(tài),平衡不移動(dòng);
所以答案是:0.15molL1min1;12L2mol2; 平衡不移動(dòng);
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷和化學(xué)平衡的計(jì)算,掌握狀態(tài)判斷:①v(B)=v(B)②v(C):v(D)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體,且m+n≠x+y,壓強(qiáng)恒定⑤體系顏色不變⑥單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等;反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率=轉(zhuǎn)化濃度÷起始濃度×100%=轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量÷起始物質(zhì)的量×100%;產(chǎn)品的產(chǎn)率=實(shí)際生成產(chǎn)物的物質(zhì)的量÷理論上可得到產(chǎn)物的物質(zhì)的量×100%即可以解答此題.

練習(xí)冊系列答案
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(2)若用一種反應(yīng)類型概括上述轉(zhuǎn)化中所涉及到的全部反應(yīng),該反應(yīng)類型是
(3)在上述電解反應(yīng)中,陽極的極反應(yīng)式是
(4)甲和D反應(yīng)的化學(xué)方程式是
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A. 原混合酸中HNO3的物質(zhì)的量為0.1 mol

B. OA段產(chǎn)生的是NO,AB段的反應(yīng)為Fe+2Fe3 == 3Fe2,BC段產(chǎn)生氫氣

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