Question

我國《車用燃料甲醇國家標準》的實施拉開了車用燃料低碳革命的大幕，一些省市正在陸續試點與推廣使用甲醇汽油．甲醇可通過CO和H₂在一定條件下發生如下反應制得：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g） 圖Ⅰ、圖Ⅱ是關于該反應進行情況的圖示．

請根據圖示回答下列問題：
（l）圖I是反應時CO和CH₃OH的濃度隨時間的變化情況，從反應開始到平衡，用CO濃度變化表示平均反應速率v（CO）=

 

．
（2）圖Ⅱ表示該反應進行過程中能量的變化，曲線a表示不使用催化劑時反應的能量變化，在圖Ⅱ中畫出使用催化劑后的能量變化曲線b．
（3）寫出該反應的熱化學方程式

 

．
（4）該反應的平衡常數K的表達式為

 

；當溫度升高時，該平衡常
數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，達到平衡時測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍，則該反應向

 

（填“正”、“逆”）反應方向移動，理由是

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據圖I時，反應中CO濃度的變化，結合速率公式計算；
（2）根據催化劑對活化能的影響分析；
（3）根據反應物與生成物的總能量來分析吸熱還是放熱，并書寫熱化學反應方程式；
（4）根據反應方程式結合平衡常數的含義書寫；根據溫度對平衡的影響分析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，據此分析；
（6）同溫同壓下，混合氣體的密度與摩爾質量成正比，如果平衡不移動，密度應相等，據此分析．

解答： 解：（1）由圖I可知，反應中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表示該反應進行過程中能量的變化，曲線a表示不使用催化劑時反應的能量變化，使用催化劑后反應的活化能降低，則能量變化曲線b如圖：，故答案為：；
（3）反應物的總能量為419kJ，生成物的總能量為510kJ，則該反應為放熱反應，放出的熱量為419kJ-510kJ=91kJ，熱化學方程式為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)

；已知該反應的正方向為放熱反應，升高溫度平衡逆移，所以K減小；
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．已知該反應的正方向為放熱反應，升高溫度，平衡逆移，故A錯誤；
B．充入He氣，容器的體積不變，各反應物的濃度不變，平衡不移動，故B錯誤；
C．再充入1molCO和2molH₂，與原來加入了的量等比例，平衡時比原來的平衡的壓強增大，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速率，平衡不移動，故D錯誤；
故答案為：C；
（6）同溫同壓下，混合氣體的密度與摩爾質量成正比，如果平衡不移動，密度應相等，現在密度是原來的1.6倍，所以平衡向氣體計量數減小的方向移動，
故答案為：正；該反應前后氣體總質量不變，同溫同壓下達平衡時氣體密度增大，即氣體體積縮小，反應正向進行．

點評：本題為綜合性習題，考查影響化學平衡的因素、熱化學反應、化學平衡常數、反應速率的計算，圖象的分析和利用等知識點，注重對高考熱點知識的考查，是較好的習題．