Question

甲醇汽油是一種新能源清潔燃料，可以作為汽油的替代物．工業(yè)上可用CO和H₂制取甲醇，化學(xué)方程式為：
CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H=a kJ/mol為研究平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)物投料比（

c(CO)起始

c(H2)起始

）及溫度的關(guān)系，研究小組在10L的密閉容器中進(jìn)行模擬反應(yīng)，并繪出如圖：
（1）反應(yīng)熱a

 

0 （填“＞”或“＜”），判斷依據(jù)是

 

．
（2）若其它條件相同，Ⅰ、Ⅱ曲線分別表示投料比不同時(shí)的反應(yīng)過(guò)程．
①投料比：Ⅰ

 

Ⅱ（填“＞”或“＜”）．
②若Ⅱ反應(yīng)的n（CO）起始=10mol、投料比為0.5，A點(diǎn)的平衡常數(shù)K_A=

 

，B點(diǎn)的平衡常數(shù)K_B

 

K_A（填“＞”或“＜”或“=”）．
（3）為提高CO轉(zhuǎn)化率可采取的措施是

 

（至少答出兩條）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡建立的過(guò)程,化學(xué)平衡的影響因素

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）分析圖象可知，一氧化碳轉(zhuǎn)化率隨溫度升高減小，說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行分析反應(yīng)能量變化；
（2）①依據(jù)相同溫度下一氧化碳的轉(zhuǎn)化率變化分析投料比；
②結(jié)合投料比較少氫氣物質(zhì)的量，依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算平衡濃度，得到A點(diǎn)的平衡常數(shù)，AB是相同溫度下的平衡，平衡常數(shù)只隨溫度變化分析；
（3）為提高CO轉(zhuǎn)化率，可以增加氫氣量，提高一氧化碳的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向進(jìn)行，依據(jù)反應(yīng)特征和平衡移動(dòng)原理分析提高一氧化碳轉(zhuǎn)化率的條件是平衡正向進(jìn)行．

解答： 解：（1）圖象可知，一氧化碳轉(zhuǎn)化率隨溫度升高減小，說(shuō)明平衡逆向，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，a＜0，
故答案為：＜，升高溫度，CO的轉(zhuǎn)化率降低，平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
（2）①相同溫度下一氧化碳的轉(zhuǎn)化率變化分析投料比，Ⅰ和Ⅱ相比，Ⅰ的一氧化碳轉(zhuǎn)化率大于Ⅱ的轉(zhuǎn)化率，說(shuō)明投料比

c(CO)

c(H2)

，Ⅰ＜Ⅱ；
故答案為：＜；
②若Ⅱ反應(yīng)的n（CO）起始=10mol、投料比為0.5，n（H₂）=20mol，依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算
               CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）
起始量（mol/L）  1      2          0
變化量（mol/L）  0.5    1          0.5
平衡量（mol/L）  0.5    1          0.5
A點(diǎn)的平衡常數(shù)K_A =

0.5

0.5×12

=1
AB是相同溫度下的平衡，平衡常數(shù)只隨溫度變化，所以AB平衡常數(shù)相同；
故答案為：1，=；
（3）為提高CO轉(zhuǎn)化率可采取的措施，可以增加氫氣量，提高一氧化碳的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向進(jìn)行，依據(jù)反應(yīng)特征和平衡移動(dòng)原理分析提高一氧化碳轉(zhuǎn)化率的條件是平衡正向進(jìn)行，即減小投料比、較低溫度、增大壓強(qiáng)、分離出CH₃OH；
故答案為：減小投料比、較低溫度、增大壓強(qiáng)、分離出CH₃OH；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡、平衡常數(shù)，反應(yīng)速率影響因素分析判斷，化學(xué)平衡計(jì)算，化學(xué)平衡的建立過(guò)程分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．