Question

【题目】工业上用CO生产燃料甲醇。一定温度和容积条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图2表示反应中的能量变化；图1表示一定温度下，在体积为1L的密闭容器中加入2mol 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2”中，曲线__(填“a”或“b”)表示使用了催化剂；没有使用催化剂时，在该温度和压强条件下反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的△H=_________。

（2）从反应开始到建立平衡，v(CO)=_______；达到平衡时，c(H2)=_____，该温度下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数为_____________。达到平衡后若保持其它条件不变，将容器体积压缩为0.5L，则平衡__________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。

（3）恒容条件下，下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO)增大的有___________．

a．升高温度 b．充入He气 c．再充入2molH2 d．使用催化剂．

（4）已知CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－193kJ/mol。又知H2O(l)= H2O(g)；ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式________________。

Answer 1

【答案】b -91kJmol-1 0.075molL-1min-1 0.5molL-1 12 正向 c CH3OH（g）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H= -281kJ/mol

【解析】

(1)根据图中反应的活化能的大小来分析是否使用催化剂,利用反应前后的总能量来分析反应的能量变化;
(2)根据v=△c/△t进行计算；利用各物质平衡的浓度来计算平衡时化学平衡常数；

(3)结合平衡移动的方向，分析n(CH3OH)/n(CO)如何变化；
(4)32g的CH3OH的物质的量为1mol，结合盖斯定律计算；

(1)由图可以知道，反应活化能b的较小，所以b使用了催化剂，该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应。由图可以知道,反应物为1mol CO 和2molH2，生成物为1mol CH3OH，△H=(419-510)kJ/mol=-91kJ/mol ，因此，本题正确答案是：b；-91kJmol-1 ;

(2)v(CO)=(1-0.25)mol/L÷10min=0.075 molL-1min-1；列出该反应的三段式

CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)

C0 1 mol/L 2 mol/L 0 mol/L

△C 0.75mol/L 1.5mol/L 0.75mol/L

C平 0.25mol/L 0.5mol/L 0.75mol/L

故达到平衡时，c(H2)= 0.5mol/L；

该反应的平衡常数K==12；达到平衡后若保持其它条件不变，将容器体积压缩为0.5L，体积减小，压强增大，平衡向体积减小的方向移动，则平衡正向移动；

(3)a.升高温度，平衡逆向移动，n(CH3OH)/n(CO)减小；

b.恒容条件下，充入He气，n(CH3OH)/n(CO)不变；

c.恒容条件下，再充入2molH2，n(CH3OH)/n(CO)增大；

d.使用催化剂，n(CH3OH)/n(CO)不变；综上，本题选c；

(4) CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－193kJ/mol ①， H2O(l)= H2O(g)；ΔH＝＋44 kJ/mol ②，①-②×2得，CH3OH（g）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H= -281kJ/mol；