Question

我国《车用燃料甲醇国家标准》的实施拉开了车用燃料低碳革命的大幕，一些省市正在陆续试点与推广使用甲醇汽油．甲醇可通过CO和H₂在一定条件下发生如下反应制得：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g） 图Ⅰ、图Ⅱ是关于该反应进行情况的图示．

请根据图示回答下列问题：
（l）图I是反应时CO和CH₃OH的浓度随时间的变化情况，从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率v（CO）=

 

．
（2）图Ⅱ表示该反应进行过程中能量的变化，曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，在图Ⅱ中画出使用催化剂后的能量变化曲线b．
（3）写出该反应的热化学方程式

 

．
（4）该反应的平衡常数K的表达式为

 

；当温度升高时，该平衡常
数K将

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（5）恒容条件下，下列措施中能使

n(CH3OH)

n(CO)

增大的有

 

．
A．升高温度     B．充入He气C．再充入l mol CO和2molH₂  D．使用催化剂
（6）若在一体积可变的密闭容器中充入l molCO、2mol H₂和l mol CH₃OH，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，则该反应向

 

（填“正”、“逆”）反应方向移动，理由是

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据图I时，反应中CO浓度的变化，结合速率公式计算；
（2）根据催化剂对活化能的影响分析；
（3）根据反应物与生成物的总能量来分析吸热还是放热，并书写热化学反应方程式；
（4）根据反应方程式结合平衡常数的含义书写；根据温度对平衡的影响分析K的变化；
（5）恒容条件下，下列措施中能使

n(CH3OH)

n(CO)

增大，则平衡正移，据此分析；
（6）同温同压下，混合气体的密度与摩尔质量成正比，如果平衡不移动，密度应相等，据此分析．

解答： 解：（1）由图I可知，反应中CO浓度的变化为：1.00-0.25=0.75mol?L^-1，则c（CO）=

△c

△t

=

0.75mol

10min

=0.075mol/（L?min），故答案为：0.075mol/（L?min）；
（2）图Ⅱ表示该反应进行过程中能量的变化，曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，使用催化剂后反应的活化能降低，则能量变化曲线b如图：，故答案为：；
（3）反应物的总能量为419kJ，生成物的总能量为510kJ，则该反应为放热反应，放出的热量为419kJ-510kJ=91kJ，热化学方程式为CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91 kJ/mol，
故答案为：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91 kJ/mol；
（4）已知CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；则K=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

；已知该反应的正方向为放热反应，升高温度平衡逆移，所以K减小；
故答案为：K=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

；减小；
（5）恒容条件下，下列措施中能使

n(CH3OH)

n(CO)

增大，则平衡正移；
A．已知该反应的正方向为放热反应，升高温度，平衡逆移，故A错误；
B．充入He气，容器的体积不变，各反应物的浓度不变，平衡不移动，故B错误；
C．再充入1molCO和2molH₂，与原来加入了的量等比例，平衡时比原来的平衡的压强增大，平衡正移，故C正确；
D．使用催化剂，同等程度的改变正逆反应速率，平衡不移动，故D错误；
故答案为：C；
（6）同温同压下，混合气体的密度与摩尔质量成正比，如果平衡不移动，密度应相等，现在密度是原来的1.6倍，所以平衡向气体计量数减小的方向移动，
故答案为：正；该反应前后气体总质量不变，同温同压下达平衡时气体密度增大，即气体体积缩小，反应正向进行．

点评：本题为综合性习题，考查影响化学平衡的因素、热化学反应、化学平衡常数、反应速率的计算，图象的分析和利用等知识点，注重对高考热点知识的考查，是较好的习题．