Question

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2 L的密闭容器中加入4 mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH(g)的浓度随时间变化。

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、放热)反应。
（2）下列说法正确的是________。

A．起始充入的CO为1 mol

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1 mol CO和2 mol H2，再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小

（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______。若保持其它条件不变，将反应体系升温，则该反应化学平衡常数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（4）请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(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）已知CH₃OH(g)＋O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－192.9 kJ/mol
又知H₂O(l)＝H₂O(g)　ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32 g的CH₃OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式
______________________________________________________________________。
（6）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。写出用Co³⁺除去甲醇的离子方程式         　　　　　　　　　　     。

Answer 1

（1）b（1分）　  放热（1分）  　（2）C（1分）
（3）0.15 mol·L^－1·min^－1（2分）　       12（2分）　　  　减小（2分）
（4）　　（2分）
（5）CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l) ΔH＝－280.9 kJ/mol（2分）
（6）6Co³⁺+CH₃OH+H₂O＝CO₂↑+6 Co²⁺+6H⁺（2分）

试题分析：（1）加入催化剂，能降低反应的活化能，故b曲线是加入了催化剂的；图中显示，反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应是放热反应；（2）容器体积为2L，故CO的加入量为2mol,A错；增加CO的浓度，其本身的转化率降低，B错；该反应前后气体分子总数不同，故当压强不变时，反应达到平衡状态；保持温度和密闭容器容积不变，再按1:2充入CO和H₂，平衡右移，CO的转化率增大，故n(CH3OH)/n(CO)增大，D错；（3）CO的变化量为0.75 mol·L^－1，故H₂的变化量为1.5 mol·L^－1；该反应的化学平衡常数为K= = =12；该反应为放热反应，温度升高，平衡左移，故平衡常数减小；（4）压强增大，平衡右移，甲醇的百分比增大；温度升高，平衡左移，甲醇的百分比降低；（5）32 g的CH₃OH(g)为1mol，①-2②可得。
点评：化学平衡是历年高考重中之重，考生一定要系统备考此知识点，同时配以练习，掌握必要解题思路。