Question

【題目】(1)已知常溫常壓下：

①CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(g) △H=－359.8kJ·mol－1

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=－556.0kJ·mol－1

③H2O(g)=H2O(l) △H=－44.0kJ·mol－1

寫出體現(xiàn)甲醇燃燒熱的熱化學方程式為________________________________。

(2)某溫度時，將2 mol CO與5 mol H2的混合氣體充入容積為2 L的密閉容器中，在催化劑的作用下發(fā)生反應：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。

①經(jīng)過5 min后，反應達到平衡，此時轉移電子6 mol。該反應的平衡常數(shù)為________。v(H2)＝________ mol/(L·min)。若保持體積不變，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此時v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。

②在其他條件不變的情況下，再增加2 mol CO與5 mol H2，達到新平衡時，CO的轉化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。

③下列不能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是________。

a.CH3OH的質量不變 b.混合氣體的平均相對分子質量不再改變 c.v逆(CO)＝2v正(H2) d.混合氣體的密度不再發(fā)生改變

Answer 1

【答案】CH3OH(l)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) △H=－725.8kJ·mol－1 3 0.3 > 增大 cd

【解析】

根據(jù)燃燒熱的概念、利用蓋斯定律書寫熱化學方程式；根據(jù)化學平衡常數(shù)、化學反應速率、轉化率的定義進行計算；根據(jù)化學平衡的本質和特征判斷平衡標志；根據(jù)濃度商與K的關系判斷平衡移動方向。

(1)根據(jù)燃燒熱概念，體現(xiàn)甲醇燃燒熱的熱化學方程式中CH3OH(l)應為1mol，且生成CO2(g)、H2O(l)。利用蓋斯定律，將①+②×+③×2得CH3OH(l)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) △H=－725.8kJ·mol－1。

(2)轉移電子6 mol，則反應消耗1.5mol CO(g)、3mol H2(g)，生成1.5mol CH3OH(g)。

某溫度、2 L CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

起始/mol： 2 5 0

轉化/mol： 1.5 3 1.5

5min平衡/mol： 0.5 2 1.5

①該反應的平衡常數(shù)K＝＝3，v(H2)＝＝0.3mol/(L·min)。

保持體積不變，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH時，，故v(正)>v(逆)。

②其他條件不變時，再增加2 mol CO與5 mol H2所建立的新平衡，相當于兩個原平衡狀態(tài)在體積減半（加壓）時使平衡右移，故CO轉化率增大。

③a.CH3OH質量不變時，其它各物質的質量也不變，為化學平衡狀態(tài)；b.混合氣體的總質量不變，平均相對分子質量不再改變表明氣體總物質的量不變，則為化學平衡狀態(tài)；c.將v逆(CO):v逆(H2)＝1:2代入v逆(CO)＝2v正(H2)，得v逆(H2)＝4v正(H2)，故不是化學平衡；d.混合氣體的總質量、容器體積都不變，則密度必然不變，不能作平衡標志，選cd。