Question

9．回答下列問題
（1）可逆反應：aA（g）+bB（g）?cC（g）+dD（g）；△H=Q 根據圖1回答：
①壓強 P₁比P₂小填（大或�。�   
②（a+b）比（c+d）小填（大或�。�
③溫度t₁℃比t₂℃高填（高或低） 
④Q值為正填（正或負）（正值表示正反應吸熱，負值表示正反應放熱）
（2）由于溫室效應和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO₂含量并加以開發(fā)利用，引起了各國的普遍重視．目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂生產燃料甲醇．一定條件下發(fā)生反應：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），圖2表示該反應進行過程中能量（單位為kJ•mol^-1）的變化．（已知氣體物質的量增加是熵變大的過程）
①關于該反應的下列說法中，正確的是C．
A．△H＞0，△S＞0；    B．△H＞0，△S＜0；   C．△H＜0，△S＜0；    D．△H＜0，△S＞0．
②為探究反應原理，現(xiàn)進行如下實驗：在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO₂和3molH₂，測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖3所示．從反應開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應速率v（H₂）：0.225mol•L^-1•min^-1．CO₂的轉化率為75%．此溫度下的K為$\frac{3}{16}$．

Answer 1

分析 （1）由圖A可知，P₂較先達到平衡狀態(tài)，則P₂＞P₁，壓強越大，A的轉化率越低，說明增大壓強平衡向逆方向移動；由圖B可知t₁先達到平衡狀態(tài)，則t₁＞t₂，升高溫度平衡向正反應方向移動；
（2）①從方程式分析，反應物有4mol氣體，生成物有2mol氣體，△S＜0，據圖1分析，反應物能量高于生成物，反應放熱，△H＜0；
②根據v=$\frac{△c}{△t}$來計算反應速率，根據三行式結合平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$計算K，物質的轉化率=$\frac{變化量}{初始量}×100%$．

解答 解：（1）①由圖A可知，P₂較先達到平衡狀態(tài)，則P₂＞P₁，故答案為：小；
②P₂＞P₁，壓強越大，A的轉化率越低，說明增大壓強平衡向逆方向移動，則（a+b）比（c+d）小，故答案為：�。�
③由圖B可知t₁先達到平衡狀態(tài)，則t₁＞t₂，故答案為：高；
④t₁＞t₂，升高溫度平衡向正反應方向移動，說明正反應吸熱，則Q＞0，故答案為：正；
（2）①在反應CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）中，反應物有4mol氣體，生成物有2mol氣體，△S＜0，據圖1分析，反應物能量高于生成物，反應放熱，△H＜0，故選：C；
②由圖2可知，10min達平衡時甲醇的濃度變化量為0.75mol/L，所以v（CH₃OH）=$\frac{0.75mol/L}{10min}$=0.075mol/（L•min），速率之比等于化學計量數(shù)之比，所以v（H₂）=3v（CH₃OH）=3×0.075mol/（L•min）=0.225mol/（L•min），CO₂的轉化率為$\frac{1.00mol/L-0.25mol/L}{1.00mol/L}×100%$=75%，
         CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），
初始濃度：1        3          0        0
變化濃度：0.75     2.25      0.75      0.75
平衡濃度：0.25     0.75      0.75       0.75
反應的平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.75×0.75}{0.25×0.7{5}^{3}}$=$\frac{3}{16}$，
故答案為：0.225；75%；$\frac{3}{16}$．

點評 本題考查化學平衡與圖象問題以及化學平衡的有關計算知識，側重于學生的分析能力的考查，為高考常見題型，難度中等，注意把握圖象曲線的變化趨勢，結合溫度、壓強對平衡移動的影響分析．