分析:(1)a、CH
3OH的生成速率与CO的消耗速率都表示正反应速率;
b、都为气体,容器的体积不变,混合气体的总质量不变,密度自始至终为定值;
c、混合气体的总质量不变,随反应进行,混合气体的总的物质的量减小,即平均相对分子质量减小,最后为定值;
d、可逆反应得到平衡,反应混合物的浓度、含量为定值;
(2)①由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动;
②要提高CO的转化率,平衡应向正反应移动,据此结合选项分析判断.注意若只增大CO浓度,平衡向正反应移动,CO的转化率降低;
③计算平衡时CO的物质的量,n
开始(CO)-n
平衡(CO)=n
转化(CO),利用转化率定义计算CO的转化率;
计算该温度下的平衡常数,对比表中数据判断温度;
根据v=
计算v(CO,利用速率之比等于化学计量数之比计算v(CH
3OH).
(3)压强越大,反应速率越快;平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变.平衡体系中H
2的体积分数温度T
1比T
2时的低,说明T
1比T
2相比,平衡向正反应移动,该反应正反应为放热反应,故温度T
1<T
2;
(4)0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出QKJ的热量,据此根据热化学方程式书写原则书写;
由图2中电子在外电路的移动可知,a为负极,b为正极,原电池负极发生氧化反应,CH
3OH在负极放电,碱性条件放电生成碳酸根与水.
解答:解:(1)a、CH
3OH的生成速率与CO的消耗速率都表示正反应速率,自始至终反应速率都按1:1进行,不能说明到达平衡,故a错误;
b、都为气体,容器的体积不变,混合气体的总质量不变,密度自始至终为定值,不能说明可逆反应到达平衡,故b错误;
c、混合气体的总质量不变,随反应进行,混合气体的总的物质的量减小,即平均相对分子质量减小,最后为定值,说明可逆反应到达平衡状态,故c正确;
d、CH
3OH、CO、H
2的浓度都不再发生变化,说明可逆反应到达平衡状态,故d正确.
故选:cd;
(2)①由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为放热反应,即△H<0,
故答案为:<;
②a.升高温度,平衡向逆反应移动,平衡时CO的转化率减小,故a错误;
b.加入催化剂,缩短到达平衡时间,平衡不移动,CO转化率不变,故b错误;
c.增加CO的浓度,平衡向正反应移动,平衡时CO的转化率减小,故c错误;
d.加入H
2加压,平衡向正反应移动,平衡时CO的转化率增大,故d正确;
e.加入惰性气体加压,反应混合物的浓度不变,变化不移动,故e错误;
f.分离出甲醇,平衡向正反应移动,平衡时CO的转化率增大,故f正确.
故选:df;
③某温度下,将2mol CO和6mol H
2充入2L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,
平衡时CO的物质的量为0.2mol/L×2L=0.4mol,所以CO的转化率为
×100%=80%;
对于可逆反应:CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)
开始(mol/L):1 3 0
变化(mol/L):0.8 1.6 0.8
平衡(mol/L):0.2 1.4 0.8
所以该温度下平衡常数k=
=2.041,平衡常数只受温度影响,故该温度为250℃.
v(CO)=
=0.08mol/(L?min),速率之比等于化学计量数之比,故v(CH
3OH)=v(CO)=0.08mol/(L?min).
故答案为:80%;250℃;0.08;
(3)由图可知,C点压强比A点压强大,压强越大,反应速率越快,故反应速率A>C;
由图可知A、C两点温度相同,平衡常数只受温度影响,温度不变平衡常数不变,故平衡常数A=C;
由图可知,压强相同时,平衡体系中H
2的体积分数温度T
1比T
2时的低,说明T
1比T
2相比,平衡向正反应移动,该反应正反应为放热反应,降低温度平衡向放热反应移动,故温度T
1<T
2,由状态B到状态A,可采用升温的方法,
故答案为:<;=;升温;
(4)0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出QKJ的热量,热化学方程式为2CH
3OH(g)+3O
2(g)=2CO
2(g)+4H
2O(l)△H=-4Q kJ/mol;
由图2中电子在外电路的移动可知,a为负极,b为正极,原电池负极发生氧化反应,CH
3OH在负极放电,碱性条件放电生成碳酸根与水,电解反应式为CH
3OH-6e
-+8OH
-=CO
32-+6H
2O,
故答案为:2CH
3OH(g)+3O
2(g)=2CO
2(g)+4H
2O(l)△H=-4Q kJ/mol;CH
3OH-6e
-+8OH
-=CO
32-+6H
2O.