Question

【题目】能源短缺是人类社会面临的重大问题，甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

（1）已知：CO、H2、CH3OH（g）的燃烧热分别为283kJ/mol、285.8kJ/mol、768kJ/mol。工业上一般利用合成气发生下列反应合成甲醇：CO（g）+ 2H2（g）CH3OH（g）。

①完成该热化学方程式：CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g）△H=______ kJ/mol；

②某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，达到平衡，测得c（H2）= 2.2molL﹣1，则CO的转化率为______。

（2）T1℃时，此反应的平衡常数为K（T1）= 50。此温度下，在一个2L的密闭容器中加入一定量CO和H2，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

物质	H2	CO	CH3OH(g)
浓度/（molL﹣1）	0.2	0.2	0.4

①比较此时正、逆反应速率的大小：v正____v逆值（填“＞”、“＜”或“=”）。

②若其他条件不变，在T2℃反应l0min后又达到平衡，测得n（H2）= 0.3mol，试比较：温度T1___T2（填“＞”、“=”或“＜”，下同）T2℃时该反应的平衡常数K（T2）______50。

③若其他条件不变时，只改变反应的某一个条件，下列说法正确的是______。

a．若达到新平衡时c（CO）= 0.3mo1/L，平衡一定逆向移动

b．若将容器体积缩小到原来的一半，达到新平衡时，0.2mol/L＜c（CO）＜0.4mol/L

c．若向容器中同时加入0.4mol CO和0.8mol CH3OH（g），平衡不移动

d．若向容器中加入0.8mol CH3OH（g），达到新平衡时，CO的体积分数不变

Answer 1

【答案】-86.6 40% ＝ ＞ ＞ bc

【解析】

(1) ①三种物质燃烧的热化学方程式为：

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H＝－285.8kJ/mol ①

CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H＝－283.0kJ/mol ②

CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H＝－768kJ/mol ③

则①×2+②-③得：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H＝-86.6kJ/mol。

②设CO的变化量为x mol/L

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始量 1 3 0

变化量 x 2x x

平衡量 1-x 3-2x x

则3-2x=2.2，即x=0.4

CO的转化率为。

(2)①浓度商，说明反应达到平衡状态，所以v正＝v逆。

②若其他条件不变，在T2℃反应l0min后又达到平衡，测得n(H2)=0.3mol，则其浓度为0.15mol/L，与原平衡相比较氢气浓度减小，可得出平衡正向移动。对于放热反应，温度降低，平衡正向移动，从而得出T1＞T2；T2℃时平衡正向移动，则该反应的平衡常数增大，K（T2）＞50；

③若其他条件不变时，只改变反应的某一个条件

a．达到新平衡时c(CO)=0.3mo1/L，若为增大CO的浓度，平衡会正向移动，错误；

b．若将容器体积缩小到原来的一半，CO的浓度变为原来的2倍，达到新平衡时，浓度减小，但比原平衡时大，故0.2mol/L＜c(CO)＜0.4mol/L，正确；

c．若向容器中同时加入0.4mol CO和0.8mol CH3OH（g），利用浓度商进行分析，平衡不移动，正确；

d．因起始投入量之比不等于化学计量数之比，若向容器中加入0.8mol CH3OH（g），不是等效平衡，所以达到新平衡时，CO的体积分数改变，错误。

故答案为bc。