Question

【題目】甲醇是重要的綠色能源之一，目前科學(xué)家用水煤氣(CO+H2)合成甲醇，其反應(yīng)為：

△H=-128.1kJ·mol-1，回答下列問(wèn)題：

（1）該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，為使化學(xué)反應(yīng)速率和CO的轉(zhuǎn)化率都同時(shí)提高的措施有_____________（寫兩條）。

（2）恒溫恒容條件能說(shuō)明該可逆反應(yīng)達(dá)平衡的是______________；

A．2v正（H2）＝v逆（CH3OH）

B．n（CO）：n（H2）：n（CH3OH）＝1:2:1

C．混合氣體的密度不變

D．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

（3）若上述可逆反應(yīng)在恒溫恒容的密閉容器進(jìn)行，起始時(shí)間向該容器中沖入1molCO(g)和2molH2(g)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得H2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(qiáng)(P)的變化如圖所示。

該反應(yīng)的△S____________0，圖中的T1___________T2（填“＜”“＞”或“＝”）

②T1下到達(dá)平衡狀態(tài)A時(shí)，容器的體積為2L，此時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_____________，若達(dá)到平衡狀態(tài)B時(shí)，則容器的體積V(B)＝________L。

（4）已知：H2(g)燃燒熱△H=-285.8kJ·mol-1、和CO(g)燃燒熱△H=-283.0kJ·mol-1，則CH3OH(g)燃燒熱的熱化學(xué)方程式是為____________。

Answer 1

【答案】（1）增大壓強(qiáng)、增加氫氣的濃度（2）BD（3）①＜、＜；②4；0.4

（4）CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-726.5kJmol-1

【解析】

試題解析：（1）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，使化學(xué)反應(yīng)速率和CO的轉(zhuǎn)化率都同時(shí)提高，可以增大壓強(qiáng)、增加氫氣的濃度等外界條件；（2） A．速率和系數(shù)成正比，應(yīng)為 v正（H2）＝2v逆（CH3OH）A錯(cuò)誤；B．n（CO）：n（H2）：n（CH3OH）＝1:2:1，各組分的濃度保持不變，B正確；C．反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變，所以任何時(shí)候混合氣體的密度不變，C錯(cuò)誤；D．混合氣體總質(zhì)量不變，混合氣體的總量為變小的反應(yīng)，所以混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)；D正確；答案為BD；（3）①根據(jù)反應(yīng)判斷由3摩爾氣體變?yōu)?摩爾氣體，該反應(yīng)的△S小于0，該反應(yīng)正反應(yīng)放熱，降低溫度，平衡右移，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，圖中的T1小于T2；

CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) △H=—128.1kJ·mol－1；

起始 1mol 2mol 0

變化 0.5 1 0.5

平衡： 1 0.5

根據(jù)平衡常數(shù)的計(jì)算公式：K=(0.5/2)/ (0.5/2)×(1/2)2=4； 由狀態(tài)A 變?yōu)闋顟B(tài)B，溫度不變，常數(shù)不變；設(shè)反應(yīng)后氣體的體積為V L

CO (g) + 2H2 (g)CH3OH (l) △H=—128.1kJ·mol－1；

起始 1mol 2mol 0

變化 0.8 1.6 0.8

平衡：0.2 0.4 0.8

根據(jù)平衡常數(shù)的計(jì)算公式：K=(0.8/V)/(0.2/V)×(1/V)2=4；V=0.4L

①CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g） △H=-283.0kJmol-1

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8KJ·mol-1；

CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) △H=—128.1kJ·mol

根據(jù)蓋斯定律處理以上三個(gè)反應(yīng)，得出CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2 H2O（l）△H=-726.5kJmol-1