Question

6．甲醇汽油是由10%～25%的甲醇与其他化工原料、添加剂合成的新型车用燃料，可达到国标汽油的性能和指标．工业上合成甲醇一般采用下列反应：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=a kJ/mol，
下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）：

温度/℃	250	310	350
K	2.041	0.250	0.012

（1）由表中数据判断，反应中a＜0（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）某温度下，将2molCO和6molH₂充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（CO）=0.5mol•L^-1，则此时的温度为310℃．
（3）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，各物质的浓度如下表：

时间/min/浓度mol/L	c（CO）	c（H2）	c（CH3OH）
0	0.8	1.6	0
2	0.6	1.2	0.2
4	0.3	0.6	0.5
6	0.3	0.6	0.5

①反应从2 min到4min之间，H₂的反应速率为0.3mol/（L•min）．
②反应达到平衡时CO的转化率为62.5%．
③反应在第2min时改变了反应条件，改变的条件可能是A（填序号）．
A．使用催化剂 B．降低温度 C．增加H₂的浓度
（4）向容积相同、温度分别为T₁和T₂的两个密闭容器中均充入1 molCO和2mol H₂，发生反应CO（g）+2 H₂（g）?CH₃OH（g）△H=a kJ/mol．恒温恒容下反应相同时间后，分别测得体系中CO的百分含量分别为w₁和w₂；
已知T₁＜T₂，则ω₁Dω₂（填序号）．
A．大于  B．小于  C．等于   D．以上都有可能．

Answer 1

分析 （1）温度升高，K值减小，平衡向左移动，升高温度平衡向吸热方向移动；
（2）开始c（CO）=$\frac{2mol}{2L}$=1mol/L、c（H₂）=$\frac{6mol}{2L}$=3mol/L，平衡时c（CO）=0.5mol•L^-1，
                 CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
开始（mol/L）1             3               0
反应（mol/L）0.5          1               0.5
平衡（mol/L）0.5          2               0.5
先计算化学平衡常数K，再根据K判断温度；
（3）①v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$；
②反应达到平衡时CO的转化率=$\frac{参加反应的c（CO）}{反应初始c（CO）}$×100%；
③2～4min内的反应速率大于0～2min 内的反应速率，且反应物浓度减少、生成物浓度增加；
（4）如果时间很短，未充分反应，则温度高的反应快；如果充分反应后，温度高的，因为平衡向左移动，CO量较多．

解答 解：（1）温度升高，K值减小，平衡向左移动，升高温度平衡向吸热方向移动，所以负反应吸热，故正反应放热，所以△H＜0，即a＜0，故答案为：＜；
（2）开始c（CO）=$\frac{2mol}{2L}$=1mol/L、c（H₂）=$\frac{6mol}{2L}$=3mol/L，平衡时c（CO）=0.5mol•L^-1，
                 CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
开始（mol/L）1             3               0
反应（mol/L）0.5          1               0.5
平衡（mol/L）0.5          2               0.5
化学平衡常数K=$\frac{0.5}{0.5×{2}^{2}}$=0.25，为310℃的平衡常数，
故答案为：310；
（3）①v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{1.2-0.6}{2}$mol/（L．min）=0.3mol/（L•min）
故答案为：0.3mol/（L•min）；
②反应达到平衡时CO的转化率=$\frac{参加反应的c（CO）}{反应初始c（CO）}$×100%=$\frac{（0.8-0.3）mol/L}{0.8mol/L}$×100%=62.5%，
故答案为：62.5%；
③2～4min内的反应速率大于0～2min 内的反应速率，且反应物浓度减少、生成物浓度增加，所以改变的条件是加入催化剂，
故答案为：A；
（4）如果时间很短，未充分反应，则温度高的反应快，CO量少；如果充分反应后，温度高的，因为平衡向左移动，CO量较多，所以都有可能，故选D．

点评 本题考查化学平衡计算及外界条件对化学平衡移动影响，侧重考查学生分析判断及计算能力，正确分析表中数据的变化及引起变化的原因是解本题关键，难点是（4）判断，很多同学往往不考虑没有充分反应时间段而导致错误判断，题目难度中等．