Question

【题目】以天然气为原料合成甲醇。有关热化学方程式如下：

①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH1=-70.8 kJ·mol-1

②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2

③2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g) ΔH3=-251.0 kJ·mol-1

（1）ΔH2=________kJ·mol-1。

（2）在恒容密闭容器里，按物质的量比1:1加入一定量的碳和水蒸气反应生成水煤气。一定条件下达到平衡，当改变反应的某一条件时，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是_________。（填序号）

A．正反应速率先增大后减少 B．化学平衡常数K减少

C．再加入一定量碳 D．反应物气体体积分数增大

（3）在体积可变的密闭容器中投入1molCO和2mol H2，在不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。实验测得CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如下图所示。

①该反应自发进行的条件是________（填“低温”、“高温”或“任意温度”）

②506K时，反应平衡时H2的转化率为________；压强：p1________(填“>”“<”或“=”)p2。

③反应速率：N点v正(CO)________(填“>”“<”或“=”)M点v逆(CO)。

（4）已知常温下，H2A在水中存在以下平衡：H2AH++HA﹣，HA﹣H++A2﹣，H2A的钙盐（CaA）饱和溶液中存在平衡：CaA（s）Ca2+（aq）+A2﹣（aq）△H＞0。

①温度升高时，Ksp________（填“增大”、“减小”或“不变”下同）。

②滴加少量浓盐酸，c（Ca2+）________。

Answer 1

【答案】-90.1 A 低温 25% > < 增大 增大

【解析】

（1）根据盖斯定律，①-②×2=③，则ΔH1-ΔH2×2=ΔH3，求出ΔH2=-90.1kJ·mol-1。

（2）A．C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，一定条件下达到平衡，改变反应的某一条件，正反应速率先增大后减少，后减小是因为平衡向正反应方向移动，反应物浓度的下降，如增大H2O(g)的浓度，A项正确；B．C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0，降低温度，化学平衡常数K减少，平衡逆向移动，B项错误；C．碳为固体，浓度视为常数，量的改变不引起平衡移动，C项错误；D．若增大产物CO(g)、H2(g)的浓度，平衡逆向移动，反应物H2O(g)气体体积分数增大，D项错误。答案选A。

（3）①P1、P2为等压线，即各条线上每点的压强相等，随温度升高，CH3OH的物质的量减少，说明该可逆反应正向放热，△H<0，正反应方向气体计量数和减小，△S<0，根据△G=（△H-T.△S）<0，反应可自发进行，该反应自发进行的条件是低温。

② CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)

起始物质的量 1mol 2mol 0

变化的物质的量 xmol 2xmol xmol

平衡时物质的量 (1-x)mol 2(1-x)mol xmol

M点n(CH3OH)=0.25mol，x=0.25，506K时，反应平衡时H2的转化率为；

M点、N点温度为506K，N点n(CH3OH)减少，由M点到N点平衡逆向移动，N点压强更小，压强：p1>p2。

③M点、N点处于化学平衡状态，υ正=υ逆，N点压强更小，速率更小，反应速率：N点υ正(CO) < M点υ逆(CO)。

（4）①CaA（s）Ca2+（aq）+A2﹣（aq） △H＞0。温度升高时，平衡正向移动，Ksp增大。

②滴加少量浓盐酸，H++A2﹣HA﹣，CaA（s）Ca2+（aq）+A2﹣（aq），减小CaA溶解平衡中c(A2-)，平衡正向移动，c（Ca2+）增大。