Question

【題目】能源短缺是人類社會(huì)面臨的重大問(wèn)題，甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用前景。

（1）已知：CO、H2、CH3OH（g）的燃燒熱分別為283kJ/mol、285.8kJ/mol、768kJ/mol。工業(yè)上一般利用合成氣發(fā)生下列反應(yīng)合成甲醇：CO（g）+ 2H2（g）CH3OH（g）。

①完成該熱化學(xué)方程式：CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g）△H=______ kJ/mol；

②某溫度下，將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中，達(dá)到平衡，測(cè)得c（H2）= 2.2molL﹣1，則CO的轉(zhuǎn)化率為______。

（2）T1℃時(shí)，此反應(yīng)的平衡常數(shù)為K（T1）= 50。此溫度下，在一個(gè)2L的密閉容器中加入一定量CO和H2，反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分的濃度如下：

物質(zhì)	H2	CO	CH3OH(g)
濃度/（molL﹣1）	0.2	0.2	0.4

①比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大�。�v正____v逆值（填“＞”、“＜”或“=”）。

②若其他條件不變，在T2℃反應(yīng)l0min后又達(dá)到平衡，測(cè)得n（H2）= 0.3mol，試比較：溫度T1___T2（填“＞”、“=”或“＜”，下同）T2℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K（T2）______50。

③若其他條件不變時(shí)，只改變反應(yīng)的某一個(gè)條件，下列說(shuō)法正確的是______。

a．若達(dá)到新平衡時(shí)c（CO）= 0.3mo1/L，平衡一定逆向移動(dòng)

b．若將容器體積縮小到原來(lái)的一半，達(dá)到新平衡時(shí)，0.2mol/L＜c（CO）＜0.4mol/L

c．若向容器中同時(shí)加入0.4mol CO和0.8mol CH3OH（g），平衡不移動(dòng)

d．若向容器中加入0.8mol CH3OH（g），達(dá)到新平衡時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)不變

Answer 1

【答案】-86.6 40% ＝ ＞ ＞ bc

【解析】

(1) ①三種物質(zhì)燃燒的熱化學(xué)方程式為：

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H＝－285.8kJ/mol ①

CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H＝－283.0kJ/mol ②

CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H＝－768kJ/mol ③

則①×2+②-③得：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H＝-86.6kJ/mol。

②設(shè)CO的變化量為x mol/L

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始量 1 3 0

變化量 x 2x x

平衡量 1-x 3-2x x

則3-2x=2.2，即x=0.4

CO的轉(zhuǎn)化率為。

(2)①濃度商，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以v正＝v逆。

②若其他條件不變，在T2℃反應(yīng)l0min后又達(dá)到平衡，測(cè)得n(H2)=0.3mol，則其濃度為0.15mol/L，與原平衡相比較氫氣濃度減小，可得出平衡正向移動(dòng)。對(duì)于放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡正向移動(dòng)，從而得出T1＞T2；T2℃時(shí)平衡正向移動(dòng)，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，K（T2）＞50；

③若其他條件不變時(shí)，只改變反應(yīng)的某一個(gè)條件

a．達(dá)到新平衡時(shí)c(CO)=0.3mo1/L，若為增大CO的濃度，平衡會(huì)正向移動(dòng)，錯(cuò)誤；

b．若將容器體積縮小到原來(lái)的一半，CO的濃度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，達(dá)到新平衡時(shí)，濃度減小，但比原平衡時(shí)大，故0.2mol/L＜c(CO)＜0.4mol/L，正確；

c．若向容器中同時(shí)加入0.4mol CO和0.8mol CH3OH（g），利用濃度商進(jìn)行分析，平衡不移動(dòng)，正確；

d．因起始投入量之比不等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，若向容器中加入0.8mol CH3OH（g），不是等效平衡，所以達(dá)到新平衡時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)改變，錯(cuò)誤。

故答案為bc。