Question

工业上通常在恒容密闭容器中采用CO(g)和H₂ (g)反应催化合成甲醇CH₃OH(g)：

（1）已知：① 2CO(g) + O₂ (g) = 2CO₂ (g) ΔH =" -566.0" kJ·mol^-1

② 2H₂(g) + O₂ (g) ="2" H₂O (g) ΔH =" -398.0" kJ·mol^-1

③2CH₃OH(g) +3O₂ (g) =2CO₂ (g) +4 H₂O(g) ΔH =" -1104.0" kJ·mol^-1

则CO(g)与H₂(g)合成CH₃OH(g)的热化学方程式是_______________。

（2）据研究，反应过程中起催化作用的为CuO，反应体系中含少量CO₂有利于维持催化剂CuO的量不变，原因是：_______________________________ (用化学方程式表示)。

（3）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）__________。

A. 混合气体的密度不变

B. 混合气体的平均相对分子质量不变

C. CH₃OH(g)、CO(g)、H₂(g)的浓度都不再发生变化

D.生成CH₃OH(g)的速率与消耗CO(g)的速率相等

（4）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.250	0.012

某温度下，将2molCO(g)和6mol H₂(g)充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)=0.5mol/L，则CO(g)的转化率为________，此时的温度为__________。

（5）要提高CO(g)的转化率，可以采取的措施是__________。

A. 升高温度         B. 加入催化剂         C. 增加CO(g)的浓度

D. 加入H₂(g)加压    E. 分离出甲醇         F.加入惰性气体加压

（6）一定条件下，在容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1molCO  2molH2	1molCH3OH	2molCH3OH
平衡数据	CH3OH的浓度（mol/L）	c 1	c 2	c 3
反应的能量变化的绝对值(kJ)	a	b	c
体系压强（Pa）	P1	P2	P3
反应物转化率	α1	α2	α3

下列说法正确的是__________。

A. 2c₁>c₃             B.  a+b=129         C.  2p₂<p₃          D. α₁+α₃<1

 

Answer 1

【答案】

（每空2分，共14分）

（1）CO(g)+2H₂ (g) CH₃OH(g)；ΔH =" -129.0" kJ·mol^-1（2分）

（2）CuO＋COCu＋CO₂或Cu＋CO₂CuO＋CO  (写＝得1分)（2分）

（3）B C（对一个得1分，见错不得分，共2分）

（4）50% （2分）      300℃  （2分）

（5）D E（对一个得1分，见错不得分，共2分）

（6）B D（对一个得1分，见错不得分，共2分）

【解析】

试题分析：（1）[②*2-(③-①)]/2，就得到所求的热化学方程式CO(g)+2H₂ (g) CH₃OH(g)；ΔH =" -129.0" kJ·mol^-1。

（2）因为CO会还原CuO或Cu还原CO₂，且都是可逆反应，方程式为：CuO＋COCu＋CO₂或Cu＋CO₂CuO＋CO。

（3）A项：质量守恒，容器体积不变，密度一直不变，故错；D项：都是正反应速率，故错。故选BC。

（4）开始时c(CO)= 1mol/L，平衡时测得c(CO)=0.5mol/L，则转化的故CO(g)的c(CO)=0.5mol/L，故转化率为50%。开始时c(H₂)=3mol/L，根据化学反应转化的量之比等于化学计量数之比，故平衡时测得c((H₂)= 2mol/L，c((CH₃OH)=0.5mol/L，故K=0.250，素以温度为300℃。

（5）A项：化学平衡逆向移动，故错；B、F项：化学平衡不移动，故错；C项：加入的比反应的多，故错；D、E项：化学平衡正向移动，故正确。

考点：化学平衡的计算；反应热和焓变；热化学方程式；化学平衡状态的判断

点评：本题考查化学平衡以及化学反应与能量问题，题目综合度较高，难度中等，本题注意把握化学平衡的计算以及反应热的计算方法。