Question

由碳的氧化物直接合成甲醇、乙醇燃料已进入工业生产．如：
反应I  CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H
反应Ⅱ2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+H₂O△H．
某研究小组为了寻找合成甲醇的适宜条件如温度、压强、碳氢比[

n(CO)

n(H2)

]、催化剂质量等，设计了如下对比实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中（每次实验，反应时间相同）．

实验序号	T（℃）	n(CO) n(H2)	p（Mpa）	CO（转化率）
1	150	1 3	0.1	a
2	x	1 3	5	b

（1）实验1、2的目的是探究

压强

对合成甲醇的影响，则x=

150

．
（2）a

＜

b（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）若要探究温度、压强、碳氢比[

n(CO)

n(H2)

]、催化剂质量对合成甲醇的影响，除实验1、2外，至少还需进行

3

次对比实验．
（4）上述合成甲醇、乙醇的两个反应更符合绿色化学理念的是反应

Ⅰ

（填编号）．
（5）在不同时间测得反应Ⅱ的混合体系中CH₃CH₂OH的百分含量和温度的关系如图所示．
①反应Ⅱ的△H

＜

0（填“＞”或“＜”）．
②判断ω点

不是

（填“是”或“不是”）平衡状态．保持温度正不变，若反应进行到状态W时，v_正

＞

v_逆（填“＜”、“＞”或“=”）．

Answer 1

分析：（1）根据控制变量法分析解答，由表中数据可知，实验1、2的碳氢比相同、压强不同，应是在温度、碳氢比相同条件下，探究压强对合成甲醇的影响；
（2）根据反应Ⅰ可知，增大压强平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大；
（3）要探究催化剂质量对反应的影响，则需要温度、压强、碳氢比不变，改变催化剂质量对反应的影响；
压强、碳氢比、催化剂质量不变来探究温度变化对反应的影响；
温度、压强、催化剂质量不变来探究碳氢比对反应的影响；
（4）根据原子利用率100%分析解答；
（5）①由图可知，温度越高乙醇的含量越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应；
②曲线上的任何一点都是平衡点，w不是平衡状态，w点乙醇的含量小于x点平衡状态的含量，则要到达平衡，反应向正反应方向进行．

解答：解：（1）由表中数据可知，实验1、2的碳氢比相同、压强不同，应是在温度、碳氢比相同条件下，探究压强对合成甲醇的影响，则x=150℃，故答案为：压强；150；
（2）根据反应Ⅰ可知，正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故a＜b，故答案为：＜；
（3）要探究催化剂质量对反应的影响，则需要温度、压强、碳氢比不变，改变催化剂质量对反应的影响；保持压强、碳氢比、催化剂质量不变来探究温度变化对反应的影响；保持温度、压强、催化剂质量不变来探究碳氢比对反应的影响，故至少还需进行3次实验，故答案为：3；
（4）反应Ⅰ的原子利用率达到100%，更符合绿色化学理念，故答案为：Ⅰ；
（5）①由图可知，温度越高平衡时乙醇的含量越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故△H＜0，故答案为：＜；
②曲线上的任何一点都是平衡点，w不是平衡状态，w点乙醇的含量小于x点平衡状态的含量，则要到达平衡，反应向正反应方向进行，则v_正＞v_逆，故答案为：不是；＞．

点评：本题考查化学反应速率影响因素探究实验数据分析、化学平衡图象等，难度中等，侧重对学生分析思维能力的考查，（5）中注意曲线上的点都是平衡点．