Question

【题目】甲醇是21世纪应用最广泛的清洁燃料之一，通过以下反应可以制备甲醇：

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=?

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

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=－566.0kJ·mol-1

2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H=－1453.0kJ·mol-1

则制备甲醇反应的△H = kJ·mol-1

（2）若装置为容积固定的密闭容器，不同时间段各物质的浓度如下表：

	c(CO) /mol·L-1	c(H2) /mol·L-1	c(CH3OH) /mol·L-1
0min	0.8	1.6	0
2min	0.6	y	0.2
4min	0.3	0.6	0.5
6min	0.3	0.6	0.5

反应从2min到4min之间，H2的平均反应速率为________ mol·Lˉ1·minˉ1。

反应在第2min时改变了反应条件，改变的条件可能是 (填字母序号)。

A．使用催化剂 B．降低温度 C．增加H2的浓度 D．减小CH3OH(g)的浓度

（3）若在容积可变的密闭容器中充入1 mol CO(g)和2 molH2 (g)生成CH3OH(g)，H2的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示。当达到平衡状态A 时，容器的体积为2 L，此时该反应的平衡常数为 ，若达到平衡状态B 时，则容器的体积V(B)= L。

（4）一定温度下，在容积固定的密闭容器中充入一定量的H2和CO，在t1时达到平衡。t2时将容器的容积迅速扩大到原来的2倍，在其他条件不变的情况下，t3时达到新的平衡状态，之后不再改变条件。请在右图中补画出从t2到t4正反应速率随时间的变化曲线。

Answer 1

【答案】（1）-128.1；（2）0.3，A；

（3）4，14；(4)。

【解析】

试题分析：（1）①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ，③2CH3OH (l) +3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)，(①×2＋②－③)/2,得出：CO(g) + 2H2(g) = CH3OH (l) △H=(－571.6×2－566.0＋1453)/2kJ·mol－1=－128.1kJ·mol－1；(2)根据化学反应速率表达式，v(CO)=(0.6－0.3)/2mol/(L·min)=0.15mol/(L·min)，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(H2)=2v(CO)=0.15×2mol/(L·min)=0.3mol/(L·min)，0～2min是v(CO)=(08－0.6)/2mol/(L·min)=0.1mol/(L·min)，2min时反应速率加快，根据反应方程式，求出y=1.2，A、使用催化剂反应速率加快，故正确；B、降低温度，化学反应速率降低，故错误；C、增加H2的浓度，反应速率虽然增加，根据上述分析，以及表格数据，氢气的浓度没有增加，故错误；D、减小甲醇的浓度，对正反应速率没有影响，故错误；

（3）CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始： 1 2 0

变化： 0.5 1 0.5

平衡： 0.5 1 0.5，

根据平衡常数的表达式，K=c(CH3OH)/[c(CO)×c2(H2)]=4，

开始时容器的体积为3：(0.5＋1＋0.5)=V：2，解得V=3，

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始： 1 2 0

变化： 0.8 1.6 0.8

平衡： 0.2 0.4 0.8，

根据体积之比等于物质的量之比，3：(0.2＋0.4＋0.8)=3：V，解得V=1.4；（4）t2时容积扩大到原来的2倍，组分浓度减小，根据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，v正增大，t3时达到平衡，即图像是：。