Question

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景，因此甲醇被稱為21世紀的新型燃料．工業上用CO生產燃料甲醇，一定條件下發生反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．圖l表示反應中能量的變化；圖2表示一定溫度下，在體積為2L的密閉容器中加入4molH₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化圖．
請回答下列問題：
（1）在“圖1”中，曲線______（填“a”或“b”）表示使用了催化劑；該反應屬于______（填“吸熱”或“放熱”）反應．
（2）根據“圖2”判斷，下列說法正確的是______
a．起始充入的CO為1mol
b．增加CO濃度，可使H₂的轉化率增大
c．容器中壓強恒定時，反應已達平衡狀態
d．保持溫度和密閉容器容積不變，再充入1molCO和2molH₂，再次達到平衡時n（CH₃OH）/n（CO）會增大
（3）從反應開始到建立平衡，v（H₂）=______；該溫度下CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的化學平衡常數為______．若保持其它條件不變，將反應體系升溫，則該反應的化學平衡常數將______（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）請在“圖3”中畫出平衡時甲醇蒸氣百分含量（縱坐標）隨溫度（橫坐標）變化的曲線，要求畫壓強不同的2條曲線（在曲線上標出P₁、P₂，且P₁＞P₂）．

Answer 1

（1）加入催化劑，可降低反應的活化能，由圖象可知b活化能較低，應加入催化劑，反應物的總能量大于生成物的總能量，則反應為放熱反應，
故答案為：b；放熱；
（2）A．CO的起始濃度為1moL/L，體積為2L，則起始充入的CO為2mol，故a錯誤；
B．增加CO濃度，平衡向正方向移動，H₂的轉化率增大，故b正確；
C．由于反應前后氣體的體積不等，則容器中壓強恒定時，反應已達到平衡狀態，故c正確；
D．保持溫度和密閉容器容積不變，再充入1mol CO和2mol H₂，相當于在原來的基礎上縮小體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動，則平衡時

n(CH3OH)

n(CO)

會增大，故d正確．
故答案為：bcd；
（3）從反應開始到建立平衡，v（CO）=

1mol/L-0.25mol/L

10min

=0.075moL/（L?min），
則v（H₂）=2v（CO）=0.15moL/（L?min），
平衡時：c（CO）=0.25mol/L，c（CH₃OH）=0.75mol/L，
則消耗n（CO）=0.75mol/L×2L=1.5mol，消耗的n（H₂）=3mol，
平衡時c（H₂）=

4mol-3mol

2L

=0.5mol/L，
k=

0.75

0.25×0．52

=12，
故答案為：0.15moL/（L?min）；12；
（4）增大壓強，平衡向正反應方向移動，則甲醇的百分含量增大，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，甲醇的百分含量降低，則圖象可為，
故答案為：．