Question

18.（12分）甲醇可通過將煤的氣化過程中生成的CO 和H2在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)制得：CO(g) + 2H2(g)＝CH3OH(g)

請根據(jù)下圖回答下列問題：

(1)從反應(yīng)開始到平衡，用CO濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(CO)＝____mol / (L·min)。

(2)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_____________________________________________________

(3)恒容條件下，下列措施中能使 n(CO) /n(CH3OH)增大的有 。

A.升高溫度 B.充入He氣

C.再充入1 mol CO和2 mol H2 D.使用催化劑

(4)若在溫度和容積相同的三個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

容器	反應(yīng)物投入的量	反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率	CH3OH的濃度	能量變化（Q1、Q2、Q3均大于0）
甲	1 mol CO和2 mol H2	a1	c1	放出Q1kJ熱量
乙	1 mol CH3OH	a2	c2	吸收Q2kJ熱量
丙	2mol CO和4 mol H2	a3	c3	放出Q3kJ熱量

則下列關(guān)系正確的是：

A. c1＝c2

B.2Q1＝Q3

C.2a1＝a3

D.a1+ a3＝1

E.該反應(yīng)若生成1 mol CH3OH，則放出（Q1+ Q2）kJ熱量

(5)若在一體積可變的密閉容器中充入1 mol CO、2 mol H2和1 mol CH3OH，達到平衡時測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍，則該反應(yīng)向 （填“正”、“逆”）反應(yīng)方向移動，理由是由質(zhì)量守恒，密度為原來的1.6倍，所以體積縮小，平衡正移。

Answer 1

（1）0.075mol/（L?min）；

（2）CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-91 kJ/mol；

（3）C

（4）AE

（5）正

【解析】

試題分析：（1）由圖I可知，反應(yīng)中CO濃度的變化為：1.00-0.25=0.75mol?L-1，則v（CO）==0.075mol/（L?min），（2）反應(yīng)物的總能量為419kJ，生成物的總能量為510kJ，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量為419kJ-510kJ=91kJ，熱化學(xué)方程式為CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-91 kJ/mol，：（3）恒容條件下，下列措施中能使n(CO) /n(CH3OH)增大，則平衡正移；已知該反應(yīng)的正方向為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆移；充入He氣，容器的體積不變，各反應(yīng)物的濃度不變，平衡不移動；再充入1molCO和2molH2，與原來加入了的量等比例，平衡時比原來的平衡的壓強增大，平衡正移；使用催化劑，同等程度的改變正逆反應(yīng)速率，平衡不移動；（4）A項甲乙為等效平衡，則有c1=c2故A正確；B項丙的起始量為乙的2倍，而該反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，所以達到平衡時丙參加反應(yīng)的CH3OH的物質(zhì)的量小于乙的2倍，所以吸收的熱量也小于乙的2倍，故有Q3＜2Q2； C項甲乙為等效平衡，但它們起始的方向正好相反，所以有α1+α2=1；甲、乙處于相同的平衡狀態(tài)，則α1+α2=1，丙的起始量為乙的2倍，而該反應(yīng)為體積減小的反應(yīng)，所以達到平衡時丙參加反應(yīng)的CH3OH的物質(zhì)的量小于乙的2倍，所以α2＞α3。E項甲乙為等效平衡，但它們起始的方向正好相反，所以有α1+α2=1，則反應(yīng)CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）中生成1mol CH3OH放出的熱量為（Q1+Q2）kJ；（5）由質(zhì)量守恒，密度為原來的1.6倍，所以體積縮小，平衡正移。

考點：化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡