Question

11．工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
（1）下列各項(xiàng)中，不能夠說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是d（填序號）．
a．恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化
b．一定條件下，CH₃OH分解的速率和CH₃OH生成的速率相等
c．一定條件下，CO、H₂和CH₃OH的濃度保持不變
d．一定條件下，單位時間內(nèi)消耗1mol CO，同時生成1mol CH₃OH
（2）如圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線．
①該反應(yīng)的焓變△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②T₁和T₂溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K₁＞K₂
③若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是b．
a．升高溫度            b．將CH₃OH（g）從體系中分離
c．使用合適的催化劑    d．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大．

Answer 1

分析 （1）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析；
（2）①根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響來回答，先拐先平溫度高T₂＞T₁，CO轉(zhuǎn)化率減小，說明升溫平衡逆向進(jìn)行；
②溫度對化學(xué)平衡常數(shù)的影響和反應(yīng)的吸放熱有關(guān)，平衡逆向進(jìn)行平衡常數(shù)減小；
③化學(xué)平衡正向移動可增加甲醇產(chǎn)率；

解答 解：（1）a．由方程式可以看出，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不相等，只有達(dá)到平衡狀態(tài)，容器壓強(qiáng)不發(fā)生變化，能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a不符合；
b．一定條件下，CH₃OH分解的速率和CH₃OH生成的速率相等，即正逆反應(yīng)速率相等，所以能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b不符合；
c、一定條件下，CO、H₂和CH₃OH的濃度保持不變是平衡的標(biāo)志，故c不符合；
d、一定條件下，單位時間內(nèi)消耗1molCO，同時生成1mol CH₃OH，只能表明正反應(yīng)速率，不能表示正逆反應(yīng)速率相等，故d符合．
故答案為：d．
（2）①反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）中，反應(yīng)向右進(jìn)行，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，溫度升高，化學(xué)平衡向著吸熱方向進(jìn)行，根據(jù)圖中的信息可以知道先拐先平溫度高：T₂＞T₁，溫度越高CO轉(zhuǎn)化率越小，說明升溫平衡逆向進(jìn)行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0，
故答案為：＜；
②對于放熱反應(yīng)，溫度越高，平衡逆向進(jìn)行化學(xué)平衡常數(shù)越小，因?yàn)閳D象分析可知T₂＞T₁，所以K₁＞K₂，
故答案為：＞；
③a、若容器容積不變，升高溫度，反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）平衡逆向移動，甲醇產(chǎn)率降低，故a錯誤；
b、將CH₃OH（g）從體系中分離，反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）平衡正向移動，甲醇產(chǎn)率增大，故b正確；
c、使用合適的催化劑不會引起化學(xué)平衡的移動，甲醇的轉(zhuǎn)化率不變，故c錯誤；
d、若容器容積不變，充入He，使體系總壓強(qiáng)增大，單質(zhì)各組分的濃度不變，化學(xué)平衡不移動，甲醇的轉(zhuǎn)化率不變，故d錯誤；
故答案為：b；

點(diǎn)評 本題是一道關(guān)于化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡的移動影響因素，平衡狀態(tài)的判斷方法，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度中等．