Question

【题目】能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，因此甲醇被称为21世纪的新型燃料．
工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）．图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化图．
请回答下列问题：

（1）在“图1”中，曲线（填“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）根据“图2”判断，下列说法不正确的是 ．
A.起始充入的CO为1mol
B.增加CO浓度，CO的转化率增大
C.容器中压强恒定时，反应已达平衡状态
D.保持温度和密闭容器容积不变，再充入1mol CO和2mol H2 ， 再次达到平衡时 会增大
（3）从反应开始到建立平衡，v（H2）=；该温度下CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的化学平衡常数为 ． 若保持其他条件不变，向平衡体系中再充入0.5mol CO、1molH2、1.5molCH3OH，此反应进行的方向为（填“正反应方向”或“逆反应方向）”．
（4）请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线（在曲线上标出p1、p2 ， 且p1＞p2）．

Answer 1

【答案】
（1）b；放热
（2）AB
（3）0.15mol?L﹣1?min﹣1；12L2?mol﹣2；平衡不移动
（4）解：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H＜0，

则温度越高，逆向反应进行的程度越大，甲醇的含量就越低，

压强增大，反应正向进行的程度大，则甲醇的含量高，则图象为

【解析】解：（1）加入催化剂，可降低反应的活化能，由图象可知b活化能较低，应加入催化剂，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应为放热反应，所以答案是：b；放热；（2）A、由图2可知生成0.75mol/LCH3OH，则反应了0.75mol/LCO，平衡时有0.25mol/LCO，即CO的起始物质的量为（0.75mol/l+0.25mol/L）×2L=2mol，故A错误；
B、增加CO浓度，会促进氢气的转化，氢气的转化率增大，但CO的转化率减小，故B错误；
C、该反应为反应前后压强不等的反应，则压强不变时，该反应达到平衡状态，故C正确；
D、再充入1molCO和2molH2 ， 体积不变，则压强增大，平衡正向移动，再次达到平衡时 会增大，故D正确；
所以答案是：AB；（3）由图2可知，反应中减小的CO的浓度为1mol/L﹣0.25mol/L=0.75mol/L，10min时达到平衡，
则用CO表示的化学反应速率为 =0.075molL﹣1min﹣1 ，
因反应速率之比等于化学计量数之比，则v（H2）=0.075molL﹣1min﹣1×2=0.15molL﹣1min﹣1；

	CO（g）+	2H2（g）		CH3OH（g）
开始（mol/L）	1	2		0
转化（mol/L）	0.75	1.5		0.75
平衡（mol/L）	0.25	0.5		0.75

则化学平衡常数K═ =12L2mol﹣2；
Qc= =12=K，达平衡状态，平衡不移动；
所以答案是：0.15molL﹣1min﹣1；12L2mol﹣2； 平衡不移动；
【考点精析】通过灵活运用化学平衡状态的判断和化学平衡的计算，掌握状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等；反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%即可以解答此题．