Question

【题目】Ⅰ、甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用CO和H2在催化剂作用下可合成甲醇(g)。

（1）已知相关的化学键键能数据如下：

化学键	H—H	C—O	C≡O	H—O	C—H
E（kJ/mol）	436	343	1076	465	413

合成甲醇(g)的热化学方程式为______________________________________________。

（2）500K、101KPa条件下，反应过程中测得n(CO)、n(H2)、n(CH3OH)随时间t变化的关系如图甲所示。现保持其它条件不变，起始只改变温度，在改变的这个温度下反应至t1时刻，此时n(H2)比图象中的值大，那么该温度可能是________。

A、700K B、373K C、以上均不对

（3）在一容积可变的密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2，发生反应并达到平衡，CO的平衡转化率随温度(T)和压强（P）的变化曲线如图乙所示。P1、P2的大小关系为________；A、B、C三点的平衡常数(K)大小关系为______________________。

Ⅱ、可逆反应：①X(g)+2Y(g)2Z(g)；②2M(g)N(g)+P(g)，分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间放有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：

（4）反应①的正反应ΔH______0（填“＞”或“＜”）。

（5）反应开始时体系的压强与达平衡(Ⅰ)时体系的压强之比为_________（用分数表示）。

（6）在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中，M的体积分数(Ⅰ)______(Ⅱ)。

A、大于 B、小于 C、等于 D、无法确定

Answer 1

【答案】 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H= —99kJ/mol AB P2＞P1 KA=KB＞KC ＜ 6/5 D

【解析】I. (1). 根据题意可知，利用CO和H2在催化剂作用下合成甲醇(g)的化学方程式为：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，反应热=反应物的键能总和－生成物的键能总和，则△H=(1076+2×436)kJ/mol－(3×413+343+465)kJ/mol=－99kJ/mol，故答案为：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=－99kJ/mol；

(2). 保持其它条件不变，起始只改变温度，在改变的这个温度下反应至t1时刻，n(H2)比图象中的值大，反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=－99kJ/mol为放热反应，若温度高于500K，升高温度平衡逆向移动，n(H2)比图象中的值大，若温度低于500K，反应速率减慢，则t1时刻尚未达到平衡状态，n(H2)也比图象中的值大，故答案选：AB；

(3). CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)为气体体积减少的反应，增大压强平衡正向移动，CO的转化率升高，因P2条件下CO的转化率大于P1条件下CO的转化率，所以P2＞P1，CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO的转化率降低，因T2条件下CO的转化率小于T1条件下CO的转化率，则T2＞T1，又因温度相同时平衡常数相等，则A、B、C三点的平衡常数(K)大小关系为：KA=KB＞KC，故答案为：P2＞P1；KA=KB＞KC；

II. (4). 据图可知，平衡(I)降低温度达到平衡(II)时，隔板由2.6处移至2.4处，左室气体的总物质的量减少，说明降低温度反应X(g)+2Y(g)2Z(g)正向移动，因降低温度平衡向放热反应方向移动，所以该反应的正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：＜；

(5). 右室进行的反应2M(g)N(g)+P(g)为等体积的可逆反应，达到平衡(I)时，右室气体的总物质的量仍为2mol，因压强与气体体积成反比，则由图可以看出，反应开始时体系的压强与达平衡(Ⅰ)时体系的压强之比为：=，故答案为：6/5；

(6). 右室中气体的总物质的量始终不变，但由于降低温度，反应2M(g)N(g)+P(g)的平衡会发生移动，导致M的含量变化，所以在平衡(I)和平衡(II)中M的体积分数不相等，又因为无法确定2M(g)N(g)+P(g)是放热反应还是吸热反应，所以无法确定降低温度时平衡的移动方向，因此无法判断在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中M的体积分数大小，故答案为：D。