Question

一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
能量（kJ）反應(yīng)過程CH3OH（g）+H2O（g）CO2（g）+3H2（g）baE2E1
CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g），如圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中的能量變化．
（1）圖中曲線

 

（填“a”或“b”）表示使用催化劑時的反應(yīng)進(jìn)程．使用催化劑對該反應(yīng)的影響是

 

（填選項(xiàng)字母）．
A．提高反應(yīng)速率
B．提高CO₂的轉(zhuǎn)化率
C．降低反應(yīng)活化能
D．改變反應(yīng)的△H
（2）CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=

 

．升高溫度，K值將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）用含E₁、E₂的表達(dá)式表示
CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）的△H=

 

 kJ?mol^-1
（4）一定溫度下，在體積為2L的容積固定的密閉容器中，充入2molCO₂、6molH₂，經(jīng)10min反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)W，生成1molCH₃OH．CO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

．從反應(yīng)開始到平衡，用H₂的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

 

．該溫度下，在體積為1L的容積固定的密閉容器中，從逆反應(yīng)開始建立化學(xué)平衡，且各組分的平衡濃度與平衡狀態(tài)W完全相同，則起始時充入容器的n（CH₃OH）=

 

，n（H₂O）=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）加催化劑降低反應(yīng)所需的活化能；催化劑對平衡無影響；
（2）根據(jù)CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）結(jié)合平衡常數(shù)的含義書寫；由于可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆移；
（3）△H=正反應(yīng)的活化能-逆反應(yīng)的活化能；
（4）根據(jù)已知數(shù)據(jù)利用三段式計(jì)算出各物質(zhì)的反應(yīng)的量和平衡是的物質(zhì)的量，根據(jù)轉(zhuǎn)化率的公式計(jì)算，由v（H₂）=

△n V

t

計(jì)算；從逆反應(yīng)開始建立化學(xué)平衡，且各組分的平衡濃度與平衡狀態(tài)W完全相同，則把生成物完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物與原來的初始濃度相同即可．

解答： 解：（1）加催化劑降低反應(yīng)所需的活化能，所以b曲線表示使用催化劑時的反應(yīng)進(jìn)程；
A．加催化劑降低反應(yīng)所需的活化能，能提高反應(yīng)速率，故A正確；
B．加催化劑，化學(xué)平衡不移動，則CO₂的轉(zhuǎn)化率不變，故B錯誤；
C．加催化劑降低反應(yīng)所需的活化能，故C正確；
D．加催化劑，對反應(yīng)物與生成物總能量相對大小無影響，即對△H無影響，故D錯誤；
故答案為：b；AC；
（2）已知CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g），則平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?c3(H2)

；由于可知該反應(yīng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆移，則K減��；
故答案為：

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?c3(H2)

；減��；
（3）△H=正反應(yīng)的活化能-逆反應(yīng)的活化能，則△H=E₁-E₂，
故答案為：E₁-E₂；
（4）CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
開始：2mol     6mol       0         0
轉(zhuǎn)化：1mol     3mol       1mol      1mol 
平衡：1mol     3mol       1mol      1mol
則CO₂的轉(zhuǎn)化率為

1mol

2mol

×100%=50%；
H₂的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

3mol 2L

10min

=0.15 mol?L^-1?min^-1；
該溫度下，在體積為1L的容積固定的密閉容器中，從逆反應(yīng)開始建立化學(xué)平衡，且各組分的平衡濃度與平衡狀態(tài)W完全相同，則把生成物完全轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物與原來的初始濃度相同即可，原來反應(yīng)物的初始濃度為c（CO₂）=

n

V

=

2mol

2L

=1mol/L，c（H₂）=

n

V

=

6mol

2L

=3mol/L，若完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為生成物，則生成物的濃度分別為1mol/L、1mol/L，當(dāng)體積為1L時，則物質(zhì)的量為n（CH₃OH）=1mol，n（H₂O）=1mol，所以在體積為1L的容積固定的密閉容器中，起始時充入容器物質(zhì)的量為n（CH₃OH）=1mol，n（H₂O）=1mol時，達(dá)到平衡時與原平衡相同；
故答案為：50%；0.15 mol?L^-1?min^-1；1 mol；1 mol．

點(diǎn)評：本題涉及反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用，注意把握催化劑對反應(yīng)熱和活化能的影響，培養(yǎng)學(xué)生的平衡思想，題目綜合性強(qiáng)，難度中等，三段式是解平衡題常用的方法．