Question

10．二氧化碳是全球气候变化的主要罪魁祸首，为消除二氧化碳的污染并使其转变为有用物质，全世界的化学科学家做了大量的研究．科学家找到了一种名叫二硒化钨的金属化合物，通过处理，在阳光作用下，使二氧化碳较易分解成一氧化碳和氧气，用一氧化碳可轻松获得多种能源物质．如CO和H₂可以合成甲醇．
在10L的密闭容器中按物质的量之比1：2充入CO和H₂，若充有10molCO发生反应：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
测得平衡时CO的转化率隨温度变化及压强的变化如图所示：
p₂、T₂时，n（CO）随时间的变化如表所示：

t/min	0	1	3	5
n（CO）/mol	10	7	5	5

（1）p₂、T₂时，0～lmin 内，平均速率ν（H₂）=0.6mol/（L•min）；
（2）你认为p₁＜p₂（填“＜”“＞”或“=”）
（3）合成甲醇的反应为放热（填“放热”或“吸热”）反应．A、B、C三点的平衡常数K_A、K_B、K_C的大小关系为K_a=K_b＞K_c．
（4）若工业生产CH₃OH，下列措施中，能增加单位时间内CH₃OH产量的方法有①③④⑤⑥．
①增大压强                 ②降低温度                                       ③升高温度
④加入催化剂             ⑤适当增大一氧化碳的比例量             ⑥及时分离CH₃OH
（5）己知碳的燃烧热为Q₁kJ/mol，碳与氧气反应生成一氧化碳（按量筒整数比）的反应热为-Q₂J/mol，则二氧化碳在二硒化钨作催化剂时分解的热化学方程式（按最简整数比）为：2CO₂（g）=2CO（g）+O₂（g）△H=+2（Q₁-Q₂）kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）p₂、T₂时，0～lmin 内，CO的转化率是0.5，则参加反应的n（CO）=（10-7）mol=3mol，则v（CO）=$\frac{\frac{3mol}{10L}}{1min}$=0.3mol/（L．min），根据反应速率之比等于计量数之比计算ν（H₂）；
（2）相同温度下，该反应的正反应是反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强平衡正向移动，CO的转化率增大；
（3）升高温度平衡向吸热方向移动；
（4）能增加单位时间内CH₃OH产量，说明增大正逆反应速率，可以通过增大反应物浓度、升高温度、加入催化剂、增大压强等方法实现；
（5）碳的燃烧热化学方程式为C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-Q₁kJ/mol　①
碳与氧气反应生成一氧化碳（按量筒整数比）的反应热为-Q₂J/mol，其热化学方程式为：
C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-Q₂kJ/mol　②
将方程式2（②-①）得2CO₂（g）=2CO（g）+O₂（g）△H进行相应的改变．

解答 解：（1）p₂、T₂时，0～lmin 内，CO的转化率是0.5，则参加反应的n（CO）=（10-7）mol=3mol，则v（CO）=$\frac{\frac{3mol}{10L}}{1min}$=0.3mol/（L．min），根据反应速率之比等于计量数之比计算ν（H₂）=2v（CO）=2×0.3mol/（L．min）=0.6mol/（L．min），
故答案为：0.6；
（2）相同温度下，该反应的正反应是反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强平衡正向移动，CO的转化率增大，根据图知，相同温度下CO的转化率P₁＜P₂，故答案为：＜； 
（3）升高温度，CO的转化率降低，说明平衡逆向移动，则正反应是放热反应，所以△H＜0，
该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡常数减小，AB温度相同且小于C，所以平衡常数K_a=K_b＞K_c，
故答案为：放热；K_a=K_b＞K_c；
（4）能增加单位时间内CH₃OH产量，说明增大正逆反应速率，可以通过增大反应物浓度、减小生成物浓度、升高温度、加入催化剂、增大压强等方法实现，
故选①③④⑤⑥；
（5）碳的燃烧热化学方程式为C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=-Q₁kJ/mol　①
碳与氧气反应生成一氧化碳（按量筒整数比）的反应热为-Q₂J/mol，其热化学方程式为C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-Q₂kJ/mol　②
将方程式2（②-①）得2CO₂（g）=2CO（g）+O₂（g）△H=+2（Q₁-Q₂）kJ/mol，
故答案为：2CO₂（g）=2CO（g）+O₂（g）△H=+2（Q₁-Q₂）kJ/mol．

点评 本题考查化学平衡计算、盖斯定律、化学平衡影响因素等知识点，侧重考查学生分析判断及计算能力，注意：化学平衡常数只与温度有关，与物质浓度等因素都无关，题目难度不大．