Question

工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．圖1表示反應(yīng)中能量的變化；圖2表示一定溫度下，在體積為2L的密閉容器中加入4mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH（g）的濃度隨時的變化．

請回答下列問題：
（1）圖1中，曲線

 

（填“a”或“b”）表示使用了催化劑；該反應(yīng)屬于

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）下列說法正確的是

 

．
A．起始充入的CO為2mol
B．增加CO濃度，CO的轉(zhuǎn)化率增大
C．容器中壓強恒定時，反應(yīng)已達平衡狀態(tài)
D．若CO和H₂濃度之比達到1：2時，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
（3）從反應(yīng)開始到建立平衡，v（H₂）=

 

；該溫度下CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的化學(xué)平衡常數(shù)為

 

．若保持其他條件不變，將反應(yīng)體系升溫，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

考點：反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)平衡的影響因素,物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)圖中反應(yīng)的活化能的大小來分析是否使用催化劑，利用反應(yīng)前后的總能量來分析反應(yīng)的能量變化；
（2）A、通過CO的起始濃度和容器體積可知；B、增加CO濃度，會促進氫氣的轉(zhuǎn)化；C、該反應(yīng)為反應(yīng)前后壓強不等的反應(yīng)；D、化學(xué)平衡狀態(tài)是指各組分濃度不變，不一定等于其化學(xué)計量數(shù)之比，其比值大小決定于加入的多少；
（3）由圖2計算用CO表示的反應(yīng)速率，再利用反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比來計算氫氣的反應(yīng)速率，利用各物質(zhì)平衡的濃度來計算化學(xué)平衡常數(shù)；反應(yīng)放熱，升溫時平衡逆向移動，化學(xué)平衡常數(shù)減�。�

解答： 解：（1）由圖可知，曲線b降低了反應(yīng)所需的活化能，則b使用了催化劑，又該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，
故答案為：b；放熱；
（2）A、CO的起始濃度為1.00mol/L，容器體積為2L，所以，CO的起始物質(zhì)的量為2mol，故A正確；
B、增大CO的濃度，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，CO的轉(zhuǎn)化率減小，故B錯誤；
C、該反應(yīng)為反應(yīng)前后壓強不等的反應(yīng)，容器的壓強恒定時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D、平衡時各物質(zhì)的濃度之比等于多少決定于加入反應(yīng)物的多少，故D錯誤；
故選：AC；
（3）由圖2可知，反應(yīng)中減小的CO的濃度為1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，10min時達到平衡，
則用CO表示的化學(xué)反應(yīng)速率為

0.75mol/L

10min

=0.075mol?L^-1?min^-1，
因反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則v（H₂）=0.075mol?L^-1?min^-1×2=0.15mol?L^-1?min^-1，
           CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g）
開始       1mol/L 2mol/L 0
轉(zhuǎn)化     0.75mol/L 1.5mol/L       0.75mol/L
平衡     0.25mol/L 0.5mol/L       0.75mol/L
則化學(xué)平衡常數(shù)K=

0.75mol/L

0.25mol/L×(0.5mol/L)2

=12 L²?mol^-2，
正反應(yīng)放熱，升溫時平衡逆向移動，K減小，
故答案為：0.15mol?L^-1?min^-1；12 L²?mol^-2；減小．

點評：本題考查了催化劑的催化原理、放熱反應(yīng)的圖示、平衡狀態(tài)的判斷、轉(zhuǎn)化率、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)，考查范圍廣，題目難度不大．