Question

（16分）甲醇是一种可再生燃料。在容积为2L的密闭容 器中进行反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ，其他条件不变，在300℃和500℃时，物质的量n(CH3OH)-反应时间t的变化曲线如图所示。

（1）该反应的△H 0 （填>、<或=）

（2）300℃时，0-t1 min内 CH3OH的平均生成速率为

（3）若要提高甲醇的产率，可采取的措施有_______ 。（填字母）

A 缩小容器体积B 降低温度

C 升高温度 D 使用合适的催化剂

E．甲醇从混合体系中分离出来

（4）300℃时，CO、H2的起始物质的量分别为2mol和3mol，若图中n1数据为0.5mol，试计算300℃下，该反应的平衡常数（写出计算过程，保留两位有效数字）

（5）工业上也可以用CO2和H2反应制得甲醇。在2×105Pa、300℃的条件下，若有440g CO2与H2恰好完全反应生成甲醇和水，放出495kJ的热量，试写出该反应的热化学方程式 。

 

Answer 1

（1）<

（2）n1/2t1mol/(L·min)；

（3）ABE

（4）根据题意，300℃时，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

开始(mol/L) 1 1.5 0

转化(mol/L) 0.25 0.5 0.25

平衡(mol/L) 0.75 1 0.25

根据平衡常数的表达式K=c（CH3OH）/c(CO)×c(H2)2 =0.25 mol/L /(0.75 mol/L×12mol/L)=0.33(L/mol)2;

（5）CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.5kJ/mol。

【解析】

试题分析：（1）温度升高，甲醇的物质的量减少，说明温度升高，平衡逆向移动，则正向是放热反应，△H<0；

（2）300℃时，0-t1 min内 CH3OH的物质的量增加n1mol，所以0-t1 min内 CH3OH的平均生成速率为n1mol/2L/t1 min=n1/2t1mol/(L·min)；

（3）提高甲醇的产率，则应使平衡正向移动。A、缩小容器体积，压强增大，平衡正向移动，正确；B、降低温度，平衡正向移动，正确；C、升高温度，平衡逆向移动，错误；D、使用催化剂，对平衡无影响，错误；E、分离甲醇，使生成物浓度减少，平衡正向移动，正确，答案选ABE；

（4）根据题意，300℃时，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

开始(mol/L) 1 1.5 0

转化(mol/L) 0.25 0.5 0.25

平衡(mol/L) 0.75 1 0.25

根据平衡常数的表达式K=c（CH3OH）/c(CO)×c(H2)2 =0.25 mol/L /(0.75 mol/L×12mol/L)=0.33(L/mol)2;

（5）440g CO2的物质的量是10mol，则1mol二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水放出49.5kJ的热量，所以热化学方程式是CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.5kJ/mol。

考点：