Question

【题目】(1)甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料，工业上用CO和H2在一定条件下制备CH3OH的反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，在体积为1L的恒容密闭容器中，充入2molCO和4molH2，一定条件下发生上述反应，测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图一所示。

①从反应开始到5min，用一氧化碳表示的平均反应速率v(CO)=____________。

②下列说法正确的是____________(填字母序号)。

A．达到平衡时，H2的转化率为65%

B．5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变

C．达到平衡后，再充入氩气，反应速率减小

D．2min前v(正)>v(逆)，2min后v(正)

(2)碳与水蒸气反应制取H2的相关反应如下

Ⅰ：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.0kJ/mol

Ⅱ：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H= - 43kJ/mol

Ⅲ：CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(S) △H= - 178.3kJ/mol

计算反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的△H=__________kJ/mol；

若K1、K2、K3分别为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数，该平衡常数K=_____(用K1、K2、K3表示)。

②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g)，采取以下措施可以提高H2产率的是________。(填字母)

A．降低体系的温度 B．压缩容器的体积 C．增加CaO的量 D．选用适当的催化剂

Answer 1

【答案】0.3mol/(L·min)B-90.3K1·K2·K3A

【解析】

（1）①从反应开始到5min，图象可知CO难度变化为2.00mol/L-0.50mol/L=1.50mol/L，反应速率v=；②A．结合三行计算列式计算，转化率=×100%；B．反应前后气体质量不变，气体物质的量变化，达到平衡状态平均相对分子质量不变；C．达到平衡后，再充人氩气，总压增大分压不变，速率不变；D.2min前后v（正）＞v（逆）；

①从反应开始到5min，图象可知CO难度变化为2.00mol/L-0.50mol/L=1.50mol/L，从反应开始到5min，用一氧化碳表示的平均反应速率v（CO）==0.3mol/（Lmin）；②A．结合三行计算列式计算，

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），

起始量 2 4 0

变化量 1.5 3 1.5

平衡量 0.5 1 1.5

达到平衡时，H2的转化率=×100%=×100%=75%，选项A错误；B．反应前后气体质量不变，气体物质的量变化，5min后反应达到平衡状态，容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变，选项B正确；C．达到平衡后，再充人氩气，总压增大分压不变，速率不变，选项C错误；D.2min前后反应未达到平衡状态，反应正向进行，v（正）＞v（逆），选项D错误；答案选B；(2)①已知Ⅰ：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H1=+131.0kJ/mol；Ⅱ：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2= - 43kJ/mol；Ⅲ：CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(S) △H3= - 178.3kJ/mol；根据盖斯定律，由Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ得反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g) △H= △H1+△H2+△H3=+131.0kJ/mol - 43kJ/mol - 178.3kJ/mol =-90.3kJ/mol；②反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g) △H=-90.3kJ/mol，A．降低体系的温度，平衡正向移动，氢气的产率增大，选项A正确；B．压缩容器的体积，平衡不移动，氢气的产率不变，选项B错误；C．增加CaO的量，平衡不移动，氢气的产率不变，选项C错误；D．选用适当的催化剂，平衡不移动，氢气的产率不变，选项D错误。答案选A。