Question

工业上用CO生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．（1）图1是表示一定温度下

工业上用CO生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．（1）图1是表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化情况．从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率v（CO）=______（2）图2表示该反应进行过程中能量的变化．曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线b表示使用催化剂后的能量变化．该反应是______（选填“吸热”或“放热”）反应，写出反应的热化学方程式______．（3）该反应平衡常数K为______，温度升高，平衡常数K______（填“增大”、“不变”或“减小”）．（4）恒容条件下，下列措施中能使n(CH3OH)n(CO)增大的有______．a．升高温度 b．充入He气c．再充入2molH2 d．使用催化剂．

Answer 1

（1）v（CO）=

(1?0.25)mol/L

10min

=0.075 mol?L^-1?min^-1，
故答案为：0.075 mol?L^-1?min^-1；
（2）由图可知，该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应；
由图可知，反应物为1molCO（g）和2molH₂（g），生成物为1molCH₃OH（g），△H=419-510=-91 kJ?mol^-1，
故反应的热化学方程式为：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91 kJ?mol^-1，
故答案为：放热，CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91 kJ?mol^-1；
（3）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
开始（mol/L）   1       2        0
转化（mol/L）  0.75    1.5      0.75
平衡（mol/L）  0.25    0.5      0.75
则化学平衡常数K=

0.75

0.25×0.5×0.5

=12；温度升高，平衡逆向移动，反应物的浓度增大，生成物的浓度减少，平衡常数减小；
故答案为：12，减小；
（4）a．该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，n（CH₃OH）/n（CO）减小，故a错误；
b．充入He（g），使体系压强增大，容器的容积不变，反应混合物的浓度不变，平衡不移动，n（CH₃OH）/n（CO）不变，故b错误；
c．再通入2molH₂，平衡向正反应移动，n（CH₃OH）/n（CO）增大，故c正确；
d．使用催化剂，平衡不移动，n（CH₃OH）/n（CO）不变，故d错误，
故答案为：c．