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1、平衡图表题综合应用,01,02,03,04,解题模板,题型例析,方法指导,一、题型例析,【典例3】 甲醇是重要的化工原料，又可做为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下： .CO(g)2H2(g) CH3OH(g) H1 .CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g) H258 kJ/ mol .CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g) H3 回答下列问题： (1)物质的标准生成热是常用的化学热力学数据，可以用来计算化学反应热。即化学反应热：H生成物标准生成热总和反应物标准生成热总和。 已知四种物质的标准生成热如下表：,A.计
2、算H1_kJ/ mol BH3_0(填“”“”) (2)由甲醇在一定条件下制备甲醚。一定温度下，在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g)。实验数据见下表：,90.73,H3H2H1,下列说法正确的是_。 A该反应的正反应为放热反应 B达到平衡时，容器a中的CH3OH体积分数比容器b中的小 C容器a中反应到达平衡所需时间比容器c中的长 D若起始时向容器a中充入CH3OH 0.15 mol 、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行 (3)合成气的组成n(H2)/n(COCO2)2.60时，体系
3、中 的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图所示。(CO)值随温度升高而_(填“增大”或“减小”)，其原因是_ _ 图中p1、p2、p3的大小关系为_，其判断理由是_ _ (4)甲醇可以制成燃料电池，与合成气制成燃料电池相比优点是_；若以硫酸作为电解质其负极反应为_,AD,减小,升高温度时，反应平衡向左移动；反应平衡向右移动；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低,p3p2p1,加压有利于反应提升CO的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响；故增大压强，CO的转化率升高,装置简单，减小了电池的体积,CH3OH6eH2O=CO26H,转解析,返回原题,解析 (1)利用标
4、准生成热可计算反应的焓变H1(201.25)(110.52)20kJ/ mol90.73 kJ/ mol ；利用盖斯定律即可得到，所以H3H2H1 58 kJ/ mol(90.73 kJ/ mol)32.73 kJ/ mol 0。(2)容器a、c中CH3OH的物质的量相同，而容器a的温度比容器c高，平衡时CH3OCH3的物质的量：ac, 所以升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，A项正确；比较容器a、b中数据，温度不变，初始量成倍数，而该反应是气体体积不变的反应，初始量加倍相当于加压，平衡不移动，故达到平衡时，容器a中的CH3OH体积分数与容器b中的相等；容器a比容器c温度高，反应快，达到
5、平衡所需时间短，C项错误；利用容器a中的数据可求得该温度下的化学平衡常数K4，然后通过比较选项D中数据计算出的浓度熵Qc0.67K，所以反应将向正反应方向进行，D项正确。(3)由图像可知(CO)值随温度升高而减小，可通过温度升高对反应和反应的影响进行分析，升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，CO产生的量也增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低。相同温度下，反应前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，从而引起CO的转化率增大，所以增大压强有利于CO的转化率升高，故压强：p1p2p3。(4)甲醇可以制成燃料电池，与合成气制成燃料电池相比优点是装置简单，减小了电池的体积。若以硫酸作为电解质其负极区CH3OH失去电子生成CO2，电极反应式为CH3OH6eH2O=CO26H。,二、方法指导,解答速率平衡图像题的一般步骤,三、解题模板,“断平衡图像”认知模型构建,
