Question

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，因此甲醇被称为21世纪的新型燃料．工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）．图l表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH（g）的浓度随时间变化图．
请回答下列问题：
（1）在“图1”中，曲线______（填“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于______（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）根据“图2”判断，下列说法正确的是______
a．起始充入的CO为1mol
b．增加CO浓度，可使H₂的转化率增大
c．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态
d．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1molCO和2molH₂，再次达到平衡时n（CH₃OH）/n（CO）会增大
（3）从反应开始到建立平衡，v（H₂）=______；该温度下CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）的化学平衡常数为______．若保持其它条件不变，将反应体系升温，则该反应的化学平衡常数将______（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线（在曲线上标出P₁、P₂，且P₁＞P₂）．

Answer

（1）根据活化能的大小判断；根据反应物与生成物的总能量判断；
（2）反应方程式为CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g），根据方程式结合图象进行判断；
（3）计算出CO的反应速率，结合方程式可计算氢气的反应速率，计算出平衡时各物质的浓度，可计算出平衡常数；正反应放热，升高温度平衡常数减小；
（4）根据压强对平衡移动的影响判断．
【解析】
（1）加入催化剂，可降低反应的活化能，由图象可知b活化能较低，应加入催化剂，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应为放热反应，
故答案为：b；放热；
（2）A．CO的起始浓度为1moL/L，体积为2L，则起始充入的CO为2mol，故a错误；
B．增加CO浓度，平衡向正方向移动，H2的转化率增大，故b正确；
C．由于反应前后气体的体积不等，则容器中压强恒定时，反应已达到平衡状态，故c正确；
D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1mol CO和2mol H2，相当于在原来的基础上缩小体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，则平衡时会增大，故d正确．
故答案为：bcd；
（3）从反应开始到建立平衡，v（CO）==0.075moL/（L•min），
则v（H2）=2v（CO）=0.15moL/（L•min），
平衡时：c（CO）=0.25mol/L，c（CH3OH）=0.75mol/L，
则消耗n（CO）=0.75mol/L×2L=1.5mol，消耗的n（H2）=3mol，
平衡时c（H2）==0.5mol/L，
k==12，
故答案为：0.15moL/（L•min）；12；
（4）增大压强，平衡向正反应方向移动，则甲醇的百分含量增大，温度升高，平衡向逆反应方向移动，甲醇的百分含量降低，则图象可为，
故答案为：．