Question

【題目】甲醇是一種重要的化工原料，有著重要的用途和應(yīng)用前景。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)工業(yè)生產(chǎn)甲醇的常用方法是CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－90.8 kJ·mol－1。

已知：2H2(g)＋O2(g)==2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1；

2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ·mol－1；

CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH＝－37.3 kJ·mol－1。

計(jì)算液體CH3OH的燃燒熱為_______________。

(2)甲醇不完全燃燒產(chǎn)生的CO可利用I2O5來(lái)除去，其反應(yīng)為5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g) +I2(s)。不同溫度下，向裝有足量I2O5固體的2 L恒容密閉容器中通入2 mol CO，測(cè)得的CO2體積分?jǐn)?shù)隨著時(shí)間t變化曲線如圖所示。則：

①T2溫度時(shí)，0~0.5 min的反應(yīng)速率v(CO)=___________。

②T1溫度時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為_______，化學(xué)平衡常數(shù)K=_______(用具體數(shù)值表示)。

③下列說(shuō)法正確的是_________(填編號(hào))。

A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B.容器內(nèi)氣體密度不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

C.單位時(shí)間內(nèi)，消耗a mol CO，同時(shí)消耗2a mol CO2， 表明反應(yīng)v(正)<v(逆)

D.兩種溫度下，c點(diǎn)時(shí)體系中混合氣體的壓強(qiáng)相等

E.反應(yīng)5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)為吸熱反應(yīng)

Answer 1

【答案】726.5 kJ·mol－1 0.8 mol·L－1·min－1 80% 1024 BC

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算。

(2)①先計(jì)算CO2物質(zhì)的量，再計(jì)算CO2的速率，再計(jì)算CO的反應(yīng)速率。

②先計(jì)算CO2物質(zhì)的量，再計(jì)算CO改變量，再算CO的轉(zhuǎn)化率和化學(xué)平衡常數(shù)。

③根據(jù)化學(xué)平衡判斷的標(biāo)志和改變條件對(duì)平衡的移動(dòng)進(jìn)行分析。

(1)根據(jù)蓋斯定律，第2個(gè)方程式加第3個(gè)方程，減去第1個(gè)方程，再減去第4個(gè)方程得到CH3OH(l) ＋2O2(g) =2H2O(l) ＋CO2(g) ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，因此液體CH3OH的燃燒熱為726.5 kJ·mol－1；

故答案為：726.5 kJ·mol－1。

(2)①5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g) +I2(s)，該反應(yīng)是等體積反應(yīng)，只有CO、CO2為氣體，T2溫度時(shí)，CO2物質(zhì)的量為2×0.4 =0.8mol，0~0.5 min的反應(yīng)速率，CO的反應(yīng)速率為0.8 mol·L－1·min－1；

故答案為：0.8 mol·L－1·min－1；

②T1溫度時(shí)，CO2物質(zhì)的量為2×0.8 =1.6 mol，CO改變量為1.6 mol，CO的轉(zhuǎn)化率為，化學(xué)平衡常數(shù)；

故答案為：80%；1024；

③A選項(xiàng)，該反應(yīng)是等體積反應(yīng)，容器內(nèi)壓強(qiáng)始終不變，不能做為反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故A不符合題意；

B選項(xiàng)，反應(yīng)正向移動(dòng)，氣體質(zhì)量增加，容器體積不變，密度增大，因此容器內(nèi)氣體密度不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B符合題意；

C選項(xiàng)，單位時(shí)間內(nèi)，消耗a mol CO，同時(shí)消耗2a mol CO2，表明反應(yīng)v(正)<v(逆)，平衡逆向移動(dòng)，故C正確；

D選項(xiàng)，兩種溫度下，T2溫度高，因此c點(diǎn)時(shí)體系中混合氣體的壓強(qiáng)，T2曲線上壓強(qiáng)大，故D不符合題意；

E選項(xiàng)，根據(jù)圖像，從下到上，溫度降低，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故E不符合題意；

綜上所述，答案為BC。