Question

面對目前世界范圍內(nèi)的能源危機，甲醇作為一種較好的可再生能源，具有廣泛的應用前景．
（1）已知在常溫常壓下反應的熱化學方程式：
①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90kJ?mol^-1
②CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H₂=-41kJ?mol^-1
寫出由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學方程式：

 

．
（2）在容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H₂，在催化劑作用下反應生成甲醇，平衡時的轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示．
①p₁

 

p₂（填“大于”、“小于”或“等于”）；
②在其他條件不變的情況下，再增加a mol CO與2a mol H₂，達到新平衡時，CO的轉化率

 

（填“增大”、“減小”或“不變”，下同），平衡常數(shù)

 

．
（3）已知在T℃時，CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）的平衡常數(shù)K=0.32，在該溫度下，已知c_始（CO）=1mol?L^-1，c_始（H₂O）=1mol?L^-1，某時刻經(jīng)測定CO的轉化率為10%，則該反應

 

（填“已經(jīng)”或“沒有”）達到平衡，原因是

 

，此時刻v正

v_逆（填“＞”或“＜”）．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,轉化率隨溫度、壓強的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律和已知熱化學方程式，可知二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學方程式可由①-②得出；
（2）相同溫度下，同一容器中，增大壓強，平衡向正反應方向移動，則CO的轉化率增大；溫度不變，則平衡常數(shù)不變；
（3）根據(jù)轉化率計算各物質(zhì)的濃度，進而計算Qc，與平衡常數(shù)相比較，可判斷反應是否達到平衡狀態(tài)，并判斷反應的方向．

解答： 解：（1）已知式：①CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₁=-90kJ?mol^-1；
②CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H₂=-41kJ?mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律將①-②得：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂=-49kJ?mol^-1；
故答案為：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂=-49kJ?mol^-1；
（2）①相同溫度下，同一容器中，增大壓強，平衡向正反應方向移動，CO的轉化率增大，根據(jù)圖象知，p₁小于p₂，故答案為：小于；
②在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a mol H₂，相當于將2amolCO、4amolH₂充入2VL密閉容器中，當反應達到平衡狀態(tài)時再縮小體積至VL，增大壓強，平衡向正反應方向移動，所以CO的轉化率增大，
由于反應的溫度不變，則平衡常數(shù)不變，
故答案為：增大；不變；
（3）某時刻經(jīng)測定CO的轉化率為10%，則
             CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g），
起始（mol/L）：1       1         0        0
轉化（mol/L）：0.1     0.1       0.1     0.1
某時刻（mol/L）：0.9     0.9    0.1    0.1
Qc=

0.1×0.1

0.9×0.9

=0.012＜0.32，
則沒有達到平衡狀態(tài)，反應向正反應方向移動，v_正＞v_逆，
故答案為：沒有；Qc＜K；＞．

點評：本題考查轉化率與溫度、壓強關系，為高頻考點，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，明確溫度、壓強對該反應平衡影響是解本題關鍵，題目難度中等．