Question

【题目】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2L的密闭容器中加入4mol 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2mol

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1molCO和2molH2，再次达到平衡时

n(CH3OH)/n(CO)会减小

（3）从反应开始到建成平衡， v(H2)=________；已知：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数，那么在该温度下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) 有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是

A、CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0kJ/mol

B、CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－192.9kJ/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 放热 AC 0.15mol·L-1·min-1 12 减小 CH3OH（g）＋3/2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－280.9kJ/mol

【解析】

（1）加入催化剂，可降低反应的活化能，由图象可知b活化能较低，应加入催化剂，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应为放热反应，故答案为：b；放热；

（2）A.CO的起始浓度为1moL/L，体积为2L，则起始充入的CO为2mol，故A正确；

B.增加CO浓度，CO的转化率减小，故B错误；

C.由于反应前后气体的体积不等，则容器中压强恒定时，反应已达到平衡状态，故C正确；

D.保持温度和密闭容器容积不变，再充入1mol CO和2molH2，相当于在原来平衡的基础上缩小体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，则平衡时n（CH3OH）/n（CO）会增大，故D错误；答案为AC；

（3）从反应开始到建立平衡，v（CO）==0.075moL/（L·min），则v（H2）=2v（CO）=0.15moL/（L·min）；平衡时：c（CO）=0.25mol/L，c（CH3OH）=0.75mol/L，则消耗n（CO）=0.75mol/L×2L=1.5mol，消耗的n（H2）=3mol，平衡时c（H2）=(4mol-3mol)÷2L=0.5mol/L，K==12；正反应放热，升高温度平衡常数减小，故答案为：0.15moL/（L·min）；12；减小；

（4）增大压强，平衡向正反应方向移动，则甲醇的百分含量增大，温度升高，平衡向逆反应方向移动，甲醇的百分含量降低，则图象为；

（5）已知①CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－192.9kJ/mol，又知H2O(l)= H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，利用盖斯定律将①-②×2可得：CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) ΔH =-280.9kJ/mol。