Question

面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景．

（1）已知在常温常压下反应的热化学方程式：

①CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H₁=﹣90kJ•mol^﹣1

②CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）△H₂=﹣41kJ•mol^﹣1

写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式：   ．

（2）在容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示．

①p₁ 小于p₂（填“大于”、“小于”或“等于”）；

②在其他条件不变的情况下，再增加a mol CO与2a mol H₂，达到新平衡时，CO的转化率（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），平衡常数  ．

（3）已知在T℃时，CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g）的平衡常数K=0.32，在该温度下，已知c_始（CO）=1mol•L^﹣1，c_始（H₂O）=1mol•L^﹣1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应没有（填“已经”或“没有”）达到平衡，原因是Qc  K，此时刻v_正  v_逆（填“＞”或“＜”）．

Answer 1

考点：  化学平衡的计算；用盖斯定律进行有关反应热的计算；转化率随温度、压强的变化曲线．

专题：  化学平衡专题．

分析：  （1）根据盖斯定律和已知热化学方程式，可知二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式可由①﹣②得出；

（2）相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大；温度不变，则平衡常数不变；

（3）根据转化率计算各物质的浓度，进而计算Qc，与平衡常数相比较，可判断反应是否达到平衡状态，并判断反应的方向．

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，

根据盖斯定律将①﹣②得：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂=﹣49kJ•mol^﹣1；

故答案为：CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂=﹣49kJ•mol^﹣1；

（2）①相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，根据图象知，p₁小于p₂，故答案为：小于；

②在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a mol H₂，相当于将2amolCO、4amolH₂充入2VL密闭容器中，当反应达到平衡状态时再缩小体积至VL，增大压强，平衡向正反应方向移动，所以CO的转化率增大，

由于反应的温度不变，则平衡常数不变，

故答案为：增大；不变；

（3）某时刻经测定CO的转化率为10%，则

             CO（g）+H₂O（g）⇌CO₂（g）+H₂（g），

起始（mol/L）：1       1         0        0

转化（mol/L）：0.1     0.1       0.1     0.1

某时刻（mol/L）：0.9     0.9    0.1    0.1

Qc==0.012＜0.32，

则没有达到平衡状态，反应向正反应方向移动，v_正＞v_逆，

故答案为：没有；Qc＜K；＞．

点评：  本题考查转化率与温度、压强关系，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，明确温度、压强对该反应平衡影响是解本题关键，题目难度中等．