Question

18．（1）人们常用催化剂来选择反应进行的方向．如图所示为一定条件下1mol CH₃OH与O₂发生反应时，生成CO、CO₂或HCHO的能量变化图（反应物O₂（g）和生成物H₂O（g）略去）．
①在有催化剂作用下，CH₃OH与O₂反应主要生成HCHO；（填“CO、CO₂”或“HCHO”）
②2HCHO（g）+O₂（g）═2CO（g）+2H₂O（g）△H=-470KJ•mol^-1；
（2）已知：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-a kJ•mol^-1．
经测定不同温度下该反应的平衡常数如表：

温度（℃）	250	300	350
K	2.041	0.270	0.012

若某时刻、250℃测得该反应的反应物与生成物的浓度为c（CO）=0.4mol•L^-1、c（H₂）=0.4mol•L^-1、c（CH₃OH）=0.8mol•L^-1，则此时V_正＜V_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）①使用催化剂可以降低反应的活化能，活化能越低，普通分子越容易转化成活化分子，反应越容易，反应速率越快；
②根据图表可知2HCHO（g）+O₂（g）═2CO（g）+2H₂O（g）中反应物能量高，生成物能量低，故该反应为放热反应，然后依据图中给出数据解答；
（2）根据浓度商与化学平衡常数相对大小确定反应方向，如果浓度商大于平衡常数，则平衡向逆反应方向移动．

解答 解：（1）①根据图象可以看出转化成甲醛时活化能最低，使用催化剂时主要产物为HCHO，故答案为：HCHO；
②2HCHO（g）+O₂（g）═2CO（g）+2H₂O（g）该反应为放热反应，△H=-2（676-158-283）=-470KJ•mol^-1，故答案为：-470KJ•mol^-1；
（2）浓度商=$\frac{0.8}{0.4×（0.4）^{2}}$=12.5＞2.041，则平衡向逆反应方向移动，所以反应速率v_正＜v_逆，故答案为：＜．

点评 本题涉及外界条件对化学反应速率的影响、热化学反应等知识点和反应的自发性等知识，根据浓度商与化学平衡常数相对大小确定反应方向，题目难度中等．