Question

【題目】甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景．工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇．
反應(yīng)Ⅰ：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H1
反應(yīng)Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H2
下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）：

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.0	0.27	0.012

（1）在一定條件下將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)Ⅰ，5min后測得c（CO）=0.4mol/L，計(jì)算可得此段時(shí)間的反應(yīng)速率（用H2表示）為mol/（Lmin）．
（2）由表中數(shù)據(jù)判斷△H10 （填“＞”、“＜”或“=”）；
反應(yīng)CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）△H3= （用△H1和△H2表示）．
（3）若容器容積不變，則下列措施可提高反應(yīng)Ⅰ中CO轉(zhuǎn)化率的是 （填字母序號(hào)）．
a．充入CO，使體系總壓強(qiáng)增大 b．將CH3OH（g）從體系中分離
c．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大 d．使用高效催化劑
（4）寫出反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：KⅡ=；保持恒溫恒容，將反應(yīng)Ⅱ的平衡體系中各物質(zhì)濃度均增大為原來的2倍，則化學(xué)平衡移動(dòng)（填“正向”、“逆向”或“不”），平衡常數(shù)KⅡ（填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

【答案】
（1）0.24
（2）＜,△H2﹣△H1
（3）b
（4）,正向,不變
【解析】解：（1）CO濃度變化量為 ﹣0.4mol/L=0.6mol/L，故v（CO）= =0.12mol/（Lmin），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故v（H2）=2v（CO）=2×0.16mol/（Lmin）=0.24mol/（Lmin），

所以答案是：0.24；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，隨溫度升高，平衡常數(shù)K減小，說明溫度升高，平衡逆向進(jìn)行，所以正向是放熱反應(yīng)，即△H1＜0，

反應(yīng)Ⅰ：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H1

反應(yīng)Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H2

根據(jù)蓋斯定律Ⅱ﹣Ⅰ得到CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）△H3=△H2﹣△H1，
所以答案是：＜；△H2﹣△H1；
（3）a．充入CO，使體系總壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，但CO的轉(zhuǎn)化率降低，故a錯(cuò)誤；

b．將CH3OH（g）從體系中分離，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大，故b正確；

c．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大，各物質(zhì)的濃度不變，平衡不移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率不變，故c錯(cuò)誤；

d．使用高效催化劑，平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變，故d錯(cuò)誤；

所以答案是：b；
（4）反應(yīng)Ⅱ：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）的平衡常數(shù)k= ；

保持恒溫恒容，將反應(yīng)Ⅱ的平衡體系中各物質(zhì)濃度均增大為原來的2倍，相對于增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)即正向移動(dòng)；平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，所以平衡常數(shù)KⅡ不變，
所以答案是： ；正向；不變．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征的相關(guān)知識(shí)，掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效），以及對化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷的理解，了解狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=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．