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1表示反应中的能量变化；图2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1”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）下列说法正确的是__________。

A．起始充入的CO的物质的量为1mol

B．增加CO的浓度，H2的转化率会增大

C．容器中压强恒定时，反应达到平衡状态

（3）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”)（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___________________________________________________。

(5)已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol－1)：P—P：198，Cl—Cl ：243，P—Cl：331。

则反应P4(白磷，s)＋6Cl2(g)4PCl3(s)的反应热ΔH＝____________________。

Answer 1

【答案】 b -91kJ/mol ABC 0.075mol/(L·min) 0.5mo/L 12 正向 CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-281kJ/mol -1326 kJ/mol

【解析】（1）由图可以知道，反应的活化能b的较小，所以b使用的催化剂，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1molCO（g）和2molH2（g），生成物为1molCH3OH（g），△H=419-510=-91 kJmol-1，故反应的热化学方程式为：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-91 kJmol-1；

（2）A、由图2可以知道生成0.75mol/LCH3OH，则反应了0.75mol/LCO，平衡时有0.25mol/L CO，即CO的起始物质的量为（0.75mol/l+0.25mol/L）×1L=1mol，所以A正确； B、增加CO浓度，会促进氢气的转化，氢气的转化率增大，但CO的转化率减小，所以B正确；C、该反应为反应前后压强不等的反应，则压强不变时，该反应达到平衡状态，所以C正确；故选ABC；

（3）v（CO）=(1-0.25)mol/L÷10min=0.075 molL-1min-1，
CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）
开始（mol/L） 1 2 0
转化（mol/L） 0.75 1.5 0.75
平衡（mol/L） 0.25 0.5 0.75
所以达到平衡时，c（H2）=0.5mo/L；平衡常数表达式为：K=

；缩小体积即增大压强，平衡正向移动；

（4）已知①CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－193kJ/mol②H2O(l)= H2O(g)ΔH＝＋44 kJ/mol，利用盖斯定律将①-②×2可得CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=（-193kJ/mol）-44KJ/mol×2=-281kJ/mol；

（5）化学键的键能（kJ·mol-1）：P—P 198kJ/mol，Cl—Cl 243kJ/mol，P—Cl 331kJ/mol。则反应P4(白磷，s)+6Cl2(g)═4PCl3(s)的反应热△H=198kJ/mol×6+6×243kJ/mol-4×3×331kJ/mol=-1326kJ/mol。