Question

甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇：2H₂（g）+CO（g）═CH₃OH（g）
（1）下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

，△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②300℃時(shí)，將容器的容積壓縮到原來的

1

2

，在其他條件不變的情況下，對平衡體系產(chǎn)生的影響是

 

（填字母）．
A．c（H₂）減少                     
B．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢
C．CH₃OH 的物質(zhì)的量增加           
D．重新平衡時(shí)c（H₂）/c（CH₃OH）減小
③其他條件相同時(shí)，在上述三個(gè)溫度下分別發(fā)生該反應(yīng)．300℃時(shí)，H₂的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如圖所示，請補(bǔ)充完成250℃、350℃時(shí)H₂的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化示意圖．
（2）已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-a kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-b kJ?mol^-1
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-c kJ?mol^-1
則，CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=

 

kJ?mol^-1．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算

專題：

分析：（1）①化學(xué)平衡常數(shù)K=

生成物濃度系數(shù)冪次方

反應(yīng)物濃度系數(shù)冪次方

；隨溫度升高K減小，說明升溫平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)放熱；
②壓縮體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng)，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析判斷；
③由表中數(shù)據(jù)可知溫度降低，化學(xué)反應(yīng)速率減小，平衡正向移動(dòng)，H₂的轉(zhuǎn)化率增大；溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡逆向移動(dòng)，H₂的轉(zhuǎn)化率減小，結(jié)合變化繪制曲線變化；
（2）利用蓋斯定律的原理解答．

解答： 解：（1）①K=

[CH3OH]

[CO]?[H2]2

由表中數(shù)據(jù)可知溫度升高，K值減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)即為放熱反應(yīng)△H＜0，
故答案為：

[CH3OH]

[CO]?[H2]2

；＜；
②在其他條件不變的情況下，將容器的容積壓縮到原來的

1

2

，體系壓強(qiáng)增大，各組分濃度增大，平衡常數(shù)不變；
A、將容器的容積壓縮到原來的

1

2

，各組分濃度均增大，故A錯(cuò)誤；
B、將容器的容積壓縮到原來的

1

2

，各組分濃度均增大，正逆反應(yīng)速率都增大，故B錯(cuò)誤；
C、將容器的容積壓縮到原來的

1

2

，體系壓強(qiáng)增大，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，CH₃OH的物質(zhì)的量增加，故C正確；
D、將容器的容積壓縮到原來的

1

2

，體系壓強(qiáng)增大，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，CH₃OH 的物質(zhì)的量增大，H₂的物質(zhì)的量減小，又處于同一容器V相同，所以c（H₂）/c（CH₃OH）減小，故D正確；
故答案為：CD；
③由表中數(shù)據(jù)可知溫度降低，化學(xué)反應(yīng)速率減小，平衡正向移動(dòng)，H₂的轉(zhuǎn)化率增大；溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡逆向移動(dòng)，H₂的轉(zhuǎn)化率減小，則250℃和350℃時(shí)H₂的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化示意圖為，故答案為：；
（2）已知：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-a kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-b kJ?mol^-1
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-c kJ?mol^-1
據(jù)蓋斯定律，[（①-②）+4×③]÷2得CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=

b-a-4c

2

kJ?mol^-1，故答案為：

b-a-4c

2

．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)平衡計(jì)算應(yīng)用，平衡常數(shù)，蓋斯定律，影響平衡的因素和圖象繪制方法，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．