Question

【題目】甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料．工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇．已知制備甲醇的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)如表所示：

化學(xué)反應(yīng)	平衡常溫	溫度（℃）
		500	800
①2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）	K1	2.5	0.15
②H2（g）+CO2（g）H2O（g）+CO（g）	K2	1.0	2.5
③3H2（g）+CO2（g）CH3OH（g）+H2O（g）	K3

（1）反應(yīng)②是（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)．
（2）某溫度下反應(yīng)①中H2的平衡轉(zhuǎn)化率（a）與體系總壓強(qiáng)（p）的關(guān)系如圖甲所示．則平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，平衡常數(shù)K（A）K（B）（填“＞”“＜”或“=”）．

（3）據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3=（用K1、K2表示）．500℃時(shí)測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻時(shí)，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的濃度（molL﹣1）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時(shí)v正v逆（填“＞”“=”或“＜”）．
（4）在3L容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)②，已知c（CO）﹣t（反應(yīng)時(shí)間）變化曲線Ⅰ如圖乙所示，若在t0時(shí)刻分別改變一個(gè)條件，曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ和曲線Ⅲ
當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅱ時(shí)，改變的條件是
當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅲ時(shí)，改變的條是 ．

Answer 1

【答案】
（1）吸熱
（2）=
（3）K1?K2；＞
（4）加入催化劑；將容器的體積快速壓縮至2L
【解析】解：（1）分析圖表數(shù)據(jù)，反應(yīng)②平衡常數(shù)隨溫度升高增大，平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以答案是：吸熱；（2）依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化，不隨壓強(qiáng)變化分析，圖象中平衡狀態(tài)由A變到B時(shí)，壓強(qiáng)改變，溫度不變，所以平衡常數(shù)不變；所以答案是：=；（3）反應(yīng)③3H2（g）+CO2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）是氣體體積減小的反應(yīng)△S＜0，依據(jù)反應(yīng)①+②得到反應(yīng)③，所以平衡常數(shù)K3=K1×K2；在500℃、2L的密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)③，測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O （g）的濃度（mol/L）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，Q= =0.87＜K=2.5，反應(yīng)正向進(jìn)行，V正＞V逆 ， 所以答案是：=；K1K2；＞；（4）圖象分析曲線Ⅰ變化為曲線Ⅱ是縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，最后達(dá)到相同平衡狀態(tài)，體積是可變得是恒壓容器，說明改變的是加入了催化劑；當(dāng)曲線Ⅰ變?yōu)榍�線Ⅲ時(shí)一氧化碳物質(zhì)的量增大，反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，可變?nèi)萜髦袣怏w體積和濃度成反比，氣體物質(zhì)的量不變，曲線Ⅰ，體積為3L，一氧化碳濃度為3mol/L，改變條件不好為曲線Ⅱ，一氧化碳濃度為4.5mol/L，則體積壓縮體積為：3：V=4.5：3，V=2L，所以將容器的體積快速壓縮至2L符合；所以答案是：加入催化劑；將容器的體積快速壓縮至2L．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征的相關(guān)知識(shí)，掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）．