Question

甲醇是一種重要的可再生能源，工業(yè)上可用CO和H₂合成．
（1）已知：CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283kJ?mol^-1 ，CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725kJ?mol^-1 若要求得CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（l）的△H，還需要知道反應(yīng)（用化學(xué)方程式表示）

 

的焓變．
（2）在Cu₂O/ZnO做催化劑的條件下，將CO（g）和H₂（g）充入容積為2L的密閉容器中合成CH₃OH（g），反應(yīng)過(guò)程中，CH₃OH的物質(zhì)的量（n）與時(shí)間（t）及溫度的關(guān)系如圖．根據(jù)題意回答下列問(wèn)題：
①反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

；升高溫度，K值

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②在500℃，從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

 

．
③若其它條件不變，對(duì)處于Z點(diǎn)的體系，將體積壓縮至原來(lái)的

1

2

，達(dá)到新的平衡后，下列有關(guān)該體系的說(shuō)法正確的是

 

．
a．氫氣的濃度與原平衡比減少         b．正、逆反應(yīng)速率都加快
c．甲醇的物質(zhì)的量增加              d．重新平衡時(shí)

n(H2)

n(CH3OH)

增大
④據(jù)研究，反應(yīng)過(guò)程中起催化作用的為Cu₂O，反應(yīng)體系中含少量的CO₂有利于維持Cu₂O的量不變，原因是

 

：（寫(xiě)出相關(guān)的化學(xué)方程式并輔以必要的文字說(shuō)明）．

Answer 1

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

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，需要知道反應(yīng)可由以上三個(gè)已知反應(yīng)相加得到；
（2）①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，寫(xiě)出表達(dá)式；根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡、平衡常數(shù)的影響，由圖象可知，升溫時(shí)CH₃OH的物質(zhì)的量減小，平衡逆向移動(dòng)，則可推知K值減��；
②先根據(jù)圖象依據(jù)求出υ（CH₃OH），然后根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比求出υ（H₂）=2v（CH₃OH）=0.2mol?L^-1?s^-1；
③縮小容器的體積相當(dāng)于加壓，然后根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)濃度、速率和化學(xué)平衡的影響來(lái)解答．其他條件不變時(shí)，將處于Z點(diǎn)的體系體積壓縮到原來(lái)的其他條件不變時(shí)，將處于Z點(diǎn)的體系體積壓縮到原來(lái)的一半，容器的體積減小，則壓強(qiáng)增大，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正向移動(dòng)，甲醇的物質(zhì)的量增多，氫氣的物質(zhì)的量減小，但由于體積減小，平衡時(shí)氫氣的濃度反而增大，重新平衡時(shí)n（H₂）/n（CH₃OH）減�。�
④Cu₂O能被CO還原生成CO₂和Cu，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)；根據(jù)根據(jù)平衡移動(dòng)的原理，二氧化有利于抑制反應(yīng) Cu₂O+CO═2Cu+CO₂向正反應(yīng)方向移動(dòng)．

解答： 解：（1）根據(jù)蓋斯定律，需要知道反應(yīng)可由以上三個(gè)已知反應(yīng)相加得到，故答案為：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）；
（2）①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，表達(dá)式為：

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)；

；由圖象可知，升溫時(shí)CH₃OH的物質(zhì)的量減小，平衡逆向移動(dòng)，則可推知K值減小，故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)；

；減��；
②在500℃，反應(yīng)2S達(dá)到平衡，密閉的容器容積為2L，生成CH₃OH的物質(zhì)的量為0.4mol，v（CH₃OH）=0.4mol/（2S?2L）=0.1mol?L^-1?s^-1；根據(jù)速率之比等于系數(shù)比，則氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=2v（CH₃OH）=0.2mol?L^-1?s^-1．故答案為：0.2mol?L^-1?s^-1
③其他條件不變時(shí)，將處于Z點(diǎn)的體系體積壓縮到原來(lái)的一半，容器的體積減小，則壓強(qiáng)增大，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正向移動(dòng)，甲醇的物質(zhì)的量n（CH₃OH）增多，氫氣的物質(zhì)的量n（H₂）減小，但由于體積減小的程度大，故平衡時(shí)氫氣的濃度反而增大（符合勒夏特列原理），重新平衡時(shí)n（H₂）/n（CH₃OH）減小；
故選：b、c；
④根據(jù)平衡移動(dòng)的原理，二氧化有利于抑制反應(yīng) Cu₂O+CO

△   .

2Cu+CO₂向正反應(yīng)方向移動(dòng)，維持Cu₂O的量不變，
故答案為：Cu₂O+CO

△   .

2Cu+CO₂，體系中有CO₂可以抑制Cu₂O被還原

點(diǎn)評(píng)：本題考查的知識(shí)點(diǎn)較多，包括蓋斯定律的應(yīng)用、反應(yīng)速率的計(jì)算、外界條件對(duì)化學(xué)平衡及平衡常數(shù)的影響等，綜合性較強(qiáng)，