Question

工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇．一定條件下發(fā)生反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．如圖中甲圖表示反應過程中能量的變化情況；乙圖表示一定溫度下，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）的濃度隨時間的變化情況．

請回答下列問題．
（1）下列說法正確的是

 

（填字母序號）．
a．在甲圖中，曲線b表示使用了催化劑
b．起始充入的CO為2mol，從反應開始到達到平衡，v（H₂）=0.075mol?L^-1?min^-1，
c．增大CO的濃度，CO的轉(zhuǎn)化率增大
d．容器中壓強恒定時，說明反應已達平衡狀態(tài)
e．保持溫度和密閉容器的容積不變，再充入1mol CO和2mol H₂，再次達到平衡時

n(CH3OH)

n(CO)

的值會變小
（2）該溫度下CO（g）+2H₂ （g）?CH₃OH（g）的化學平衡常數(shù)為

 

．若保持其他條件不變，將反應體系升溫，則該反應的化學平衡常數(shù)

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）請在丙圖所示坐標圖中畫出平衡時甲醇的百分含量（縱坐標）隨溫度（橫坐標）的變化曲線，要求畫出壓強不同的兩條曲線（在曲線上標出P₁、P₂且P₁＜P₂）．
（4）已知CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）═C0₂（g）+2H₂O（g）△H=-192.9kJ/mol，又知H₂0（1）═H₂O（g）△H=+44kJ/mol，請寫出32g CH₃OH（g）完全燃燒生成CO₂和液態(tài)水的熱化學方程式

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線,熱化學方程式,化學平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①a、在甲圖中，曲線b表示使用了催化劑，反應的活化能降低；
b、起始充入的CO為2mol，說明容器體積為2L，v（CO）=

1-0.25

10

mol?L^-1?min^-1，所以v（H₂）=2v（CO）=0.15mol?L^-1?min^-1；
c、增加CO濃度，會促進氫氣的轉(zhuǎn)化，但本身的轉(zhuǎn)化率降低；
d、該反應為反應前后壓強不等的反應；
e、再充入1molCO和2molH₂，體積不變，則壓強增大，平衡正向移動，比值增大；
（2）利用各物質(zhì)平衡的濃度來計算化學平衡常數(shù)；根據(jù)溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減��；
（3）該反應為放熱反應，升高溫度甲醇含量減小，增大壓強甲醇含量增大；
（4）根據(jù)蓋斯定律和已知熱化學方程式來構(gòu)建目標化學方程式并求出反應熱．

解答： 解：（1）a、在甲圖中，曲線b表示使用了催化劑，反應的活化能降低，故選；
b、起始充入的CO為2mol，說明容器體積為2L，v（CO）=

1-0.25

10

mol?L^-1?min^-1，所以v（H₂）=2v（CO）=0.15mol?L^-1?min^-1，故不選；
c、增加CO濃度，會促進氫氣的轉(zhuǎn)化，但本身的轉(zhuǎn)化率降低，故不選；
d、該反應為反應前后壓強不等的反應，容器中壓強恒定時，說明反應已達平衡狀態(tài)，故選；
e、再充入1molCO和2molH₂，體積不變，則壓強增大，平衡正向移動，比值增大，故不選；
故答案為：ad；
（2）CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
開始（mol/L） 1       2           0
轉(zhuǎn)化（mol/L） 0.75    1.5        0.75
平衡（mol/L） 0.25    0.5        0.75
則化學平衡常數(shù)K=

0.75

0.25×0.5×0.5

=12；溫度升高，平衡逆向移動，反應物的濃度增大，生成物的濃度減少，平衡常數(shù)減��；
故答案為：12；減��；
（3）該反應為放熱反應，因溫度升高，平衡逆向移動，反應物的濃度增大，生成物的濃度減少，溫度相同時壓強越大，CH₃OH的百分含量越高，所以圖為：，故答案為：；
（4）32g的CH₃OH（g）即為1mol，
則H₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-192.9kJ/mol ①
H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol ②
根據(jù)蓋斯定律①-②×2得 CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-280.9kJ/mol
故答案為：CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-280.9kJ/mol．

點評：本題考查化學平衡狀態(tài)判斷、化學平衡有關(guān)計算、影響化學平衡的因素、化學平衡圖象、蓋斯定律的應用等，題目難度中等，側(cè)重于考查學生對所學知識的綜合應用能力，注意把握三段式在化學平衡計算中的應用．