Question

【题目】能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，因此甲醇被称为2l世纪的新型燃料。工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化图。

请回答下列问题：

（1）在“图1”中，曲线_____（填“a”或“b”）表示使用了催化剂；该反应属于______（填“吸热”或“放热”）反应。

（2）根据“图2”判断，下列说法不正确的是______________。

A．起始充入的CO为1mol

B．增加CO浓度，CO的转化率增大

C．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态

D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1molCO和2molH2，再次达到平衡时n（CH3OH）／n（CO）会增大

（3）从反应开始到建立平衡，v（H2）＝__________；该温度下CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g）的化学平衡常数为___________。若保持其他条件不变，向平衡体系中再充入0．5mol CO、lmolH2、1．5 molCH3OH，此反应进行的方向为____________（填“正反应方向”或“逆反应方向）”。

（4）请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线__________（在曲线上标出p1、p2，且p1＞p2）。

（5）科学家常用量热剂来直接测定某一反应的反应热，现测得：CH3OH（g）＋3／2O2

（g）＝CO2（g）＋2H2O（g） △H＝－192．9kJ／mol，又知H2O（l）＝H2O（g）△H＝＋44 kJ／mol，请写出32g的CH3OH（g）完全燃烧生成液态水的热化学方程式_______。

Answer 1

【答案】 b 放热 AB 0.15mol/(L·min) 12 正反应方向 CH3OH(g)+3/2 O2(g) = CO2(g)+2 H2O(l) △H=-280.9KJ/mol

【解析】试题分析：（1）由图可知，曲线b降低了反应所需的活化能，则b使用了催化剂，又该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应； （2）a、起始充入的CO为1mol，则起始时CO的浓度是0.5mol/L，故A错误；增加CO浓度，会促进氢气的转化，氢气的转化率增大，但CO的转化率减小，故B错误；该反应为反应前后压强不等的反应，则压强不变时，该反应达到平衡状态，故c正确；再充入1molCO和2molH2，体积不变，则压强增大，平衡正向移动，再次达到平衡时n（CH3OH）/n（CO）会增大，故D增强；（3）由图2可知，反应中减小的CO的浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，10min时达到平衡，

则用CO表示的化学反应速率为=0.075molL-1min-1，

因反应速率之比等于化学计量数之比，则v（H2）=0.075molL-1min-1×2=0.15molL-1min-1，

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）

开始1mol/L 2mol/L 0

转化0.75mol/L 1.5mol/L 0.75mol/L

平衡0.25mol/L 0.5mol/L 0.75mol/L

则化学平衡常数K=12 L2mol-2， <K,反应进行的方向为正反应方向；

（4）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H＜0，

则温度越高，逆向反应进行的程度越大，甲醇的含量就越低，

压强增大，反应正向进行的程度大，则甲醇的含量高，则图象为

，

(5)根据盖斯定律甲醇完全燃烧生成液态水的热化学方程式CH3OH(g)+3/2 O2(g) = CO2(g)+2 H2O(l) △H=-280.9KJ/mol。