Question

（1）CO和H₂可以合成二甲醚，化學方程式為3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H＜0． 如果上述反應方程式的平衡常數(shù)K值變大，則該反應

 

（選填編號）．
A．一定向正反應方向移動       B．在平衡移動時正反應速率先增大后減小
C．一定向逆反應方向移動       D．在平衡移動時逆反應速率先減小后增大
（2）一定條件下，可以由CO₂（g）和H₂（g）合成CH₄（g），同時還生成H₂O（g）．
①向一容積為2L的恒容密閉容器中充人一定量的CO₂和H₂，在300℃時發(fā)生上述反應，10min達到平衡時部分物質(zhì)的濃度如下圖1所示：

用CH₄表示達到平衡時的反應速率

 

，該溫度下的平衡常數(shù)等于

 

．
②圖2表示H₂在建立平衡過程中的速率時間圖，若現(xiàn)在20min時擴大容器體積，并在30min時又達到狀態(tài)，請在圖2中畫出H₂的逆反應方向速率時間圖象．
（3）有人提出設(shè)計反應2CO═2C+O₂（△H＞0）來消除CO的污染，請判斷該反應能否自發(fā)

 

（填“能”或“不能”），理由是

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,焓變和熵變,物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）反應方程式的平衡常數(shù)K值變大，說明平衡正向進行，平衡常數(shù)隨溫度變化；
（2）①依據(jù)化學平衡三段式列式計算，圖象中讀出平衡濃度，反應速率V=

△c

△t

，結(jié)合平衡 常數(shù)概念計算，利用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積得到；
②反應是氣體體積減小的反應，在20min時擴大容器體積，減小壓強，反應速率減小，正逆反應速率減小，正反應速率減小的多，反應逆向進行，逆反應速率減小的小，隨反應進行氫氣逆反應速率減小最后達到平衡狀態(tài)；
（3）根據(jù)吉布斯自由能的大小判斷反應能否進行，△H-T△S＜0反應自發(fā)進行；

解答： 解：（1）化學方程式為3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H＜0． 如果上述反應方程式的平衡常數(shù)K值變大，說明平衡正向進行，平衡常數(shù)隨溫度變化，改變條件是降低溫度，反應速率減��；
A．分析可知反應一定向正反應方向移動，故A正確；      
B．在平衡移動時正反應速率先減小后增大，故B錯誤；
C．分析可知平衡正向進行，故C錯誤；       
D．改變條件是降低溫度，平衡正向進行，反應速率減小，在平衡移動時逆反應速率先減小后增大，故D正確；
故答案為：AD；
（2）①平衡狀態(tài)c（H₂）=c（CH₄）=0.8mol/L，c（CO₂）=0.2mol/L；
               CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g）
起始量（mol/L） 1.0      4.0       0        0
變化量（mol/L） 0.8      3.2       0.8      1.6
平衡量（mol/L） 0.2      0.8       0.8      1.6
用CH₄表示達到平衡時的正反應速率=

0.8mol/L

10min

=0.08 mol?L^-1?min^-1；
平衡常數(shù)K=

0.8×1．62

0.2×0．84

=25；
故答案為：0.08 mol?L^-1?min^-1；25；
②CO₂（g）+4H₂（g）?CH₄（g）+2H₂O（g），反應是氣體體積減小的反應，在20min時擴大容器體積，減小壓強，反應速率減小，正逆反應速率減小，正反應速率減小的多，反應逆向進行，逆反應速率減小的小，隨反應進行氫氣逆反應速率減小最后達到平衡狀態(tài)，氫氣的逆反應速率如右圖；
故答案為：；
（3）反應2CO=2C+O₂（△H＞0、△S＜0），則△G=△H-T?△S＞0，反應是一個焓增、熵減的反應，任何情況下不能自發(fā)進行；
故答案為：不可能；△H＞0吸熱且△S＜0 或依據(jù)△G判斷

點評：本題考查化學反應速率和化學平衡有關(guān)知識的綜合應用，同時考查學生用數(shù)學知識解決化學問題的能力，難度較大，注意平衡常數(shù)計算應用，題目難度中等．