Question

9．回答下列问题
（1）可逆反应：aA（g）+bB（g）?cC（g）+dD（g）；△H=Q 根据图1回答：
①压强 P₁比P₂小填（大或小）   
②（a+b）比（c+d）小填（大或小）
③温度t₁℃比t₂℃高填（高或低） 
④Q值为正填（正或负）（正值表示正反应吸热，负值表示正反应放热）
（2）由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO₂含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO₂生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），图2表示该反应进行过程中能量（单位为kJ•mol^-1）的变化．（已知气体物质的量增加是熵变大的过程）
①关于该反应的下列说法中，正确的是C．
A．△H＞0，△S＞0；    B．△H＞0，△S＜0；   C．△H＜0，△S＜0；    D．△H＜0，△S＞0．
②为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图3所示．从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H₂）：0.225mol•L^-1•min^-1．CO₂的转化率为75%．此温度下的K为$\frac{3}{16}$．

Answer 1

分析 （1）由图A可知，P₂较先达到平衡状态，则P₂＞P₁，压强越大，A的转化率越低，说明增大压强平衡向逆方向移动；由图B可知t₁先达到平衡状态，则t₁＞t₂，升高温度平衡向正反应方向移动；
（2）①从方程式分析，反应物有4mol气体，生成物有2mol气体，△S＜0，据图1分析，反应物能量高于生成物，反应放热，△H＜0；
②根据v=$\frac{△c}{△t}$来计算反应速率，根据三行式结合平衡常数表达式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$计算K，物质的转化率=$\frac{变化量}{初始量}×100%$．

解答 解：（1）①由图A可知，P₂较先达到平衡状态，则P₂＞P₁，故答案为：小；
②P₂＞P₁，压强越大，A的转化率越低，说明增大压强平衡向逆方向移动，则（a+b）比（c+d）小，故答案为：小；
③由图B可知t₁先达到平衡状态，则t₁＞t₂，故答案为：高；
④t₁＞t₂，升高温度平衡向正反应方向移动，说明正反应吸热，则Q＞0，故答案为：正；
（2）①在反应CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）中，反应物有4mol气体，生成物有2mol气体，△S＜0，据图1分析，反应物能量高于生成物，反应放热，△H＜0，故选：C；
②由图2可知，10min达平衡时甲醇的浓度变化量为0.75mol/L，所以v（CH₃OH）=$\frac{0.75mol/L}{10min}$=0.075mol/（L•min），速率之比等于化学计量数之比，所以v（H₂）=3v（CH₃OH）=3×0.075mol/（L•min）=0.225mol/（L•min），CO₂的转化率为$\frac{1.00mol/L-0.25mol/L}{1.00mol/L}×100%$=75%，
         CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），
初始浓度：1        3          0        0
变化浓度：0.75     2.25      0.75      0.75
平衡浓度：0.25     0.75      0.75       0.75
反应的平衡常数K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.75×0.75}{0.25×0.7{5}^{3}}$=$\frac{3}{16}$，
故答案为：0.225；75%；$\frac{3}{16}$．

点评 本题考查化学平衡与图象问题以及化学平衡的有关计算知识，侧重于学生的分析能力的考查，为高考常见题型，难度中等，注意把握图象曲线的变化趋势，结合温度、压强对平衡移动的影响分析．