Question

8．CO是對(duì)環(huán)境影響較大的氣體，對(duì)它的合理控制和治理是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑．
（1）工業(yè)上用CO和H₂做原料可以合成甲醇，作為液體燃料．已知：
①2H₂（g）+CO（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═2H₂O（g）+CO₂（g），△H₁=-594.1kJ/mol
②2CH₃OH（l）+3O₂（g）═4H₂O（g）+2CO₂（g），△H₂=-1452kJ/mol
請(qǐng)寫(xiě)出用CO（g）和H₂（g）合成1mol液態(tài)甲醇的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：2H₂（g）+CO（g）=CH₃OH（l）△H =+131.9 kJ/mol．
（2）一定溫度下，在容積為2L的恒容容器中加入3mol H₂和2mol CO，當(dāng)反應(yīng)2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)是反應(yīng)前壓強(qiáng)的$\frac{3}{5}$，據(jù)此計(jì)算該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）．
（3）在恒溫恒容的條件下，向（2）達(dá)到平衡的容器中再通入CO（g）和CH₃OH（g），使得CO（g）和CH₃OH（g）濃度均為原平衡的2倍，則平衡C．
A．向正反應(yīng)方向移動(dòng)                B．向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
C．不移動(dòng)                          D．無(wú)法判斷是否移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)蓋斯定律結(jié)合熱化學(xué)方程式計(jì)算所需熱化學(xué)方程式；
（2）利用化學(xué)平衡三行式解答，設(shè)平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化x mol•L^-1；
                                2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（l） 
  起始時(shí)各物質(zhì)濃度（mol•L^-1 ）    1.5       1           0
  變化濃度（mol/L）              2x        x           x
  平衡時(shí)各物質(zhì)濃度（mol•L^-1  ）  1.5-2x   1-x            x   
 依題意有達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)是反應(yīng)前壓強(qiáng)的$\frac{3}{5}$，
   1.5-2x+1-x+x=$\frac{3}{5}$×2.5                 
  x=0.5，平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積；
（3）利用Q與K的關(guān)系判斷，Q=K，達(dá)到平衡，Q＞K向逆向進(jìn)行，Q＜K向正向進(jìn)行．

解答 解：（1）根據(jù)蓋斯定律：①-②×$\frac{1}{2}$得CO（g）和H₂（g）合成1mol液態(tài)甲醇的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：2H₂（g）+CO（g）=CH₃OH（l）△H =+131.9 kJ/mol；
故答案為：2H₂（g）+CO（g）=CH₃OH（l）△H =+131.9 kJ/mol；
（2）設(shè)平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化x mol•L^-1；
                                2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（l） 
  起始時(shí)各物質(zhì)濃度（mol•L^-1 ）    1.5       1           0
  變化濃度（mol/L）              2x        x           x
  平衡時(shí)各物質(zhì)濃度（mol•L^-1  ）  1.5-2x   1-x            x   
 依題意有達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)是反應(yīng)前壓強(qiáng)的$\frac{3}{5}$，
   1.5-2x+1-x+x=$\frac{3}{5}$×2.5                 
  x=0.5 
平衡常數(shù)K=$\frac{x}{（1.5-x）^{2}（1-x）}$=$\frac{0.5}{0．{5}^{2}×0.5}$=4
答：該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為4；
（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{2}（{H}_{2}）c（CO）}$，在恒溫恒容的條件下，向（2）達(dá)到平衡的容器中再通入CO（g）和CH₃OH（g），使得CO（g）和CH₃OH（g）濃度均為原平衡的2倍，則Q=$\frac{2c（C{H}_{3}OH）}{2c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$=K，平衡不移動(dòng)，選C．
故答案為：C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡計(jì)算應(yīng)用，主要是平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算，平衡移動(dòng)原理和平衡影響因素分析是解題關(guān)鍵，題目難度中等．