Question

7．能源短缺是人類(lèi)社會(huì)面臨的重大問(wèn)題．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景．工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)為CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H＜0．
（1）要使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，可采取的措施是abc
a．升高溫度     b．增大壓強(qiáng)    c．加入催化劑    d．?dāng)U大反應(yīng)容器的體積
要使生成甲醇的程度增大，即使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可采取的措施是be
a．升高溫度     b．增大壓強(qiáng)    c．加入催化劑    d．?dāng)U大反應(yīng)容器的體積   e．及時(shí)取走甲醇
（2）在300℃，5MPa條件下，將0.20mol的CO與0.58mol H₂的混合氣體充入2L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖所示．
①在0～2min內(nèi)，以H₂表示的平均反應(yīng)速率為0.02mol•L^-1•min^-1．
②300℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=4（mol/L）^-2．

Answer 1

分析 （1）該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)、升高溫度、增大物質(zhì)濃度、加入催化劑等都能知道反應(yīng)速率，研究化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析選項(xiàng)改變的條件對(duì)平衡的影響，平衡正向進(jìn)行，甲醇生成量增多；
（2）①據(jù)圖分析出△c和△t即可求出；v（CO）=$\frac{△c}{△t}$代入數(shù)值即可；
②利用三段式平衡濃度，平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積．

解答 解：（1）要使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，可采取的措施是
a．升高溫度可以加快反應(yīng)速率，故a正確；     
b．增大壓強(qiáng)可以增大反應(yīng)速率，故b正確   
c．加入催化劑加快反應(yīng)速率，故c正確    
d．?dāng)U大反應(yīng)容器的體積，減小壓強(qiáng)，速率減小，故d錯(cuò)誤；
CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H＜0，要使生成甲醇的程度增大，即使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可采取的措施是：
a．反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向進(jìn)行，故a 錯(cuò)誤；     
b．正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行，甲醇生成量增多，故b正確；    
c．加入催化劑增大反應(yīng)速率，氮不改變化學(xué)平衡，甲醇生成量不變，故c錯(cuò)誤；    
d．?dāng)U大反應(yīng)容器的體積，壓強(qiáng)減小，平衡向逆向進(jìn)行，故d錯(cuò)誤；   
e．及時(shí)取走甲醇平衡正向進(jìn)行，生成甲醇的程度增大，故e正確；
故答案為：abc；be；
（2）①2min時(shí)，甲醇濃度變化0.02mol/L，則氫氣濃度變化為0.04mol/L，v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.04mol/L}{2min}$=0.02mol/（L•min）^-1，故答案為：0.02；
②CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
加入的（mol/L）  0.10     0.29       0
反應(yīng)的（mol/L）  0.02     0.04      0.02
平衡后（mol/L）   0.08    0.25      0.02
K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.02mol/L}{0.08mol/L×（0.25mol/L）^{2}}$=4（mol/L）^-2，故答案為：4（mol/L）^-2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡、反應(yīng)速率影響因素的分析判斷，平衡常數(shù)、反應(yīng)速率的概念計(jì)算應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．