Question

【題目】能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景，因此甲醇被稱為2l世紀(jì)的新型燃料。工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。圖1表示反應(yīng)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4mol H2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(yīng)屬于______（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。

（2）根據(jù)“圖2”判斷，下列說法不正確的是______________。

A．起始充入的CO為1mol

B．增加CO濃度，CO的轉(zhuǎn)化率增大

C．容器中壓強(qiáng)恒定時，反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)

D．保持溫度和密閉容器容積不變，再充入1molCO和2molH2，再次達(dá)到平衡時n（CH3OH）／n（CO）會增大

（3）從反應(yīng)開始到建立平衡，v（H2）＝__________；該溫度下CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g）的化學(xué)平衡常數(shù)為___________。若保持其他條件不變，向平衡體系中再充入0.5mol CO、1molH2、1.5molCH3OH，此反應(yīng)進(jìn)行的方向?yàn)?/span>____________（填“正反應(yīng)方向”或“逆反應(yīng)方向）”。

（4）科學(xué)家常用量熱劑來直接測定某一反應(yīng)的反應(yīng)熱，現(xiàn)測得： CH3OH（g）＋3／2 O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（g） △H＝－192．9kJ／mol，又知H2O（l）＝H2O（g）△H＝＋44 kJ／mol，請寫出32g的CH3OH（g）完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：___________________________。

Answer 1

【答案】 b 放熱 AB 0.15mol/(L·min) 12 正反應(yīng)方向 CH3OH(g)+3/2 O2(g) = CO2(g)+2 H2O(l) △H= - 280.9KJ/mol

【解析】（1）反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，該反應(yīng)正反應(yīng)放熱反應(yīng)，在催化劑的作用下，降低了反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，但是反應(yīng)的熱效應(yīng)不變；正確答案：b；放熱；

（2）從圖像看出，起始充入的CO為的濃度為1 mol/L ，容器體積為2L ，CO的物質(zhì)的量2 mol， A錯誤； 兩種物質(zhì)參加反應(yīng)，增加CO濃度，CO的轉(zhuǎn)化率減少，B錯誤；該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體總量n≠0的反應(yīng)，當(dāng)容器中壓強(qiáng)恒定時，反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，C正確；保可持溫度和密閉容器容積不變，再充入1molCO和2molH2，同比例增加反應(yīng)物，相當(dāng)于加壓過程，平衡向右移動，n（CH3OH）增大，n（CO）減少，達(dá)到平衡時，n（CH3OH）／n（CO） 增大，D正確；正確答案選項(xiàng)：A B；

（3）從反應(yīng)開始到建立平衡，c(CO)減少了0.75 mol/L，v(CO)=0.075 mol/(L·min)；根據(jù)速率之比與系數(shù)成正比關(guān)系，v(H2)= 0.15mol/(L·min)；由題意可知：反應(yīng)開始時，c(CO)=1 mol/L,c(H2)=2 mol/L,

CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g）

起始濃度 1 2 0

變化濃度 0.75 1.5 0.75

平衡濃度 0.25 0.5 0.75

根據(jù)平衡常數(shù)計算公式：c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)=( 0.75)/ (0.5)2(0.25)= 12；

若保持其他條件不變，向平衡體系中再充入0.5mol CO、1molH2、1.5molCH3OH，此時各物質(zhì)的總量變?yōu)椋? mol CO，2 molH2，3 molCH3OH；各物質(zhì)濃度變?yōu)椋?/span>0.5 mol/L CO，1 mol/L H2，1.5 mol/LCH3OH；帶入濃度商計算公式：c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)=（1.5）/0.5×12=3<12,

平衡向正反應(yīng)方向；正確答案：0.15mol/(L·min) ； 12 正反應(yīng)方向；

（4）CH3OH（g）＋3／2 O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（g） △H＝－192．9kJ／mol，① ，H2O（l）＝H2O（g）△H＝＋44 kJ／mol，②，用①-②×2：CH3OH（g）＋3／2 O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（l）△H=-280.9 kJ／mol，32gCH3OH（g）正好為1 mol；

正確答案：CH3OH(g)+3/2 O2(g) = CO2(g)+2 H2O(l) △H= - 280.9KJ/mol；