Question

（甲醇汽油是由1 0%一25%的甲醇與其他化工原料、添加劑合成的新型車用燃料，可達(dá)到國(guó)標(biāo)汽油的性能和指標(biāo)．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景．工業(yè)上合成甲醇一般采用下列反應(yīng)：
CO（g）+2H₂（g）≒CH₃ OH（g）△H=a kj/mol，
下表是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）：

溫度/0C	250	310	350
K/（mol/L）2	2.041	0.250	0.012

（1）由表中數(shù)據(jù)判斷△H  a

 

0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）某溫度下，將2mol CO和6mol H₂充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得
c（CO）=0.5mol?L^-1，則此時(shí)的溫度為

 

⁰C．
（3）在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度如下表：

濃度mol/L 時(shí)間/min	C（CO）	C（H2）	C（CH3OH）
0	0.8	1.6	0
2	0.6	x	0.2
4	0.3	0.6	0.5
6	0.3	0.6	0.5

①反應(yīng)從2min到4min之間，H₂的反應(yīng)速率為

 

．
②反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為

 

．
③反應(yīng)在第2min時(shí)改變了反應(yīng)條件，改變的條件可能是

 

（填序號(hào)）．
a．使用催化劑    b．降低溫度    c．增加H₂的濃度．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的調(diào)控作用,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）升高溫度，可逆反應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，根據(jù)平衡常數(shù)與溫度變化關(guān)系確定焓變；
（2）根據(jù)平衡濃度計(jì)算出平衡常數(shù)來確定溫度；
（3）①根據(jù)反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）≒CH₃ OH（g）中一氧化碳和氫氣的關(guān)系可知在2min時(shí)氫的變化的濃度為2×（0.8-0.6）mol/L=0.4mol/L，據(jù)此求得反應(yīng)速率；
②根據(jù)轉(zhuǎn)化率=

轉(zhuǎn)化了濃度

起始濃度

×100%求得轉(zhuǎn)化率；
③先分析圖表，再根據(jù)外界對(duì)化學(xué)平衡的影響分析；

解答： （1）升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，根據(jù)表格知，溫度越高，化學(xué)平衡常數(shù)越小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即△H＜0，
故答案為：＜；
（2）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）單位為mol/L
反應(yīng)開始 1mol/L 3mol/L     0 
反應(yīng) 0.8mol/L 1.6mol/L 0.8mol/L
平衡 0.2mol/L 1.4mol/L 0.8mol/L
平衡常數(shù)K=

0.8mol/L

0.2mol/L×(1.4mol/L)2

=2.04，所以是250℃，故答案為：250；
（3）①根據(jù)反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）≒CH₃ OH（g）中一氧化碳和氫氣的關(guān)系可知在2min時(shí)氫的變化的濃度為2×（0.8-0.6）mol/L=0.4mol/L，所以反應(yīng)速率為

0.4mol/L

2min

=0.2mol/（L?min），故答案為：0.2mol/（L?min）；
②根據(jù)轉(zhuǎn)化率=

轉(zhuǎn)化了濃度

起始濃度

×100%求得CO的轉(zhuǎn)化率為

0.8-0.3

0.8

×100%=62.5%，故答案為：62.5%；
③通過圖表比較起始到第2min和第2min到第4min時(shí)知，反應(yīng)物和生成物的反應(yīng)速率都增大，所以改變的條件是升高溫度或使用催化劑；a正確，b錯(cuò)誤；c圖表中計(jì)算得到2min氫氣濃度為1.6mol/L-0.4mol/L=1.2mol/L，增加了氫氣的濃度會(huì)使其它物質(zhì)濃度減小，反應(yīng)速率減小，故c錯(cuò)誤；
故答案為：a；

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了平衡常數(shù)的應(yīng)用、反應(yīng)速率計(jì)算、轉(zhuǎn)化率計(jì)算、影響平衡的條件等知識(shí)點(diǎn)，中等難度，解題關(guān)鍵在于正確運(yùn)用題中的表格中的有關(guān)數(shù)據(jù)．