Question

面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景。
(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式：
①CO(g)＋2H₂(g)  CH₃OH(g)　ΔH₁＝－90 kJ·mol^－1
②CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)ΔH₂＝－41 kJ·mol^－1
写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式：_______________________。
(2)在容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①p₁________p₂(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②在其他条件不变的情况下，再增加a mol CO与2a mol H₂，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，平衡常数________。
(3)已知在T ℃时，CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)的平衡常数K＝0.32，在该温度下，已知c_始(CO)＝1 mol·L^－1，c_始(H₂O)＝1 mol·L^－1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应________(填“已经”或“没有”)达到平衡，原因是_________________________________________________
此时刻v_正________v_逆(填“>”或“<”)。

Answer 1

CO₂(g)＋3H₂(g)  CH₃OH(g)＋H₂O(g)　ΔH＝－49 kJ·mol^－1　(2)①小于　②增大　不变　(3)没有　此时
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(1)由盖斯定律，热化学方程式①－②得
CO₂(g)＋3H₂(g)  CH₃OH(g)＋H₂O(g)　
ΔH＝ΔH₁－ΔH₂＝－90 kJ·mol^－1－(－41 kJ·mol^－1)＝－49 kJ·mol^－1。
(2)由图像可知，相同温度下，p₂下CO的转化率大于p₁下CO的转化率，由热化学方程式①可知，增大压强平衡右移，故p₁<p₂；在其他条件不变的情况下，再增加a mol CO与2amol H₂，相当于增大压强，平衡右移，故CO的转化率增大；由于温度不变，故其平衡常数不变。
(3)，故反应未达到平衡。此时反应向正反应方向进行，故v_正>v_逆。