[题目]甲醇是一种新型的汽车动力燃料.工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇.(1)已知H2(g).CO(g).CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ/mol.283.0kJ/mol和726.5kJ/mol.则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为 .(2)某研究性学习小组在容积固定为2L的密闭容器内充入1molCO和2molH2.� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇。

（1）已知H2(g)、CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ/mol、283.0kJ/mol和726.5kJ/mol，则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为___。

（2）某研究性学习小组在容积固定为2L的密闭容器内充入1molCO和2molH2，加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后进行反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH<0。

①下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是__(填字母序号)

A.随时将CH3OH与反应混合物分离 B.降低反应温度

C.使用高效催化剂 D.增大体系压强

②实验过程中用压力计监测容器内压强的变化如下：

反应时间/min	0	5	10	15	20	25
压强/MPa	12.6	10.8	9.5	8.7	8.4	8.4

则从反应开始到20min时，以H2表示的平均反应速率=__mol/(L·min)，该温度下平衡常数k=__。

③若在恒温恒压条件下进行上述反应，达到平衡后，往体系中通入一定量的稀释剂(水蒸气)，CO的转化率__(填"增大"、"减小"或"不变")。

（3）现在容积均为1L的a、b、c三个密闭容器中分别充入1molCO和2molH2的混合气体，控制温度，进行反应，测得相关数据的关系如图所示。b中甲醇体积分数大于a中的原因是__。达到平衡时，a、b、c中CO的转化率大小关系为__。

【答案】CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH=-443.5kJ/mol D 0.025 4 减小 b中温度高，反应速率快，反应相同时间生成的甲醇多，体积分数大 a>b>c

【解析】

（1）根据H2(g)、CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为285.5kJ/mol、283.0kJ/mol和726.5kJ/mol，

写出它们燃烧热的热化学方程式，再写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的化学方程式，最后根据盖斯定律计算其反应热；

（2）①增大化学反应速率可升温，加压，使用催化剂，增大反应物浓度；正反应放热，压强减小，因此降温，加压有利于反应正向进行，提高反应物的转化率；
②列出三段式，根据反应始末状态的压强之比等于物质的量之比计算平衡时H2的转化量，再根据计算反应速率；据此计算平衡浓度，再根据平衡浓度计算化学平衡常数；
③恒温恒压条件下，向反应体系中通入无关气体，相当于减小压强；

（3）未达到平衡前，温度高的速率快，相同时间内，产生的甲醇量多，由于正反应放热，到达平衡后再升高温度，平衡向逆反应方向移动，甲醇的含量会降低，所以图中5min时，a容器一定未平衡，c容器一定平衡，b容器不一定平衡，据此分析解答。

（1）已知H2(g)、CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为285.5kJ/mol、283.0kJ/mol和726.5kJ/mol，

则有：①H2(g)+O2(g)═H2O(l) △H1=285.5kJ/mol，

②CO(g)+O2(g)═CO2(g) △H2=283.0kJ/mol，

③CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) △H3=726.0kJ/mol，

甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)，根据盖斯定律，可知该反应可由③②得到，该反应的焓变△H=△H3△H2=443.5kJ/mol，

故答案为：CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=443.5kJ/mol；

（2）①A. 随时将CH3OH与反应混合物分离，平衡正向移动，能提高反应物的转化率，但化学反应速率减小，故A不选；

B. 降低反应物温度，能使反应正向进行程度增大，提高反应物转化率，但化学反应速率减小，故B不选；

C. 使用高效催化剂能提高化学反应速率，但不改变化学平衡状态，不能提高反应物转化率，故C不选；

D. 增大体系压强，平衡正向移动，能提高反应物的转化率，且能增大化学反应速率，故D选；

故答案为：D；

②由表格中数据可知，20min后压强保持不变，反应达到平衡状态，设反应转化xmolCO，则可得三段式：

，又压强之比等于物质的量之比，所以有，解得x=0.5，则从反应开始到20min时，以H2表示的平均反应速率=；各组分的平衡浓度为c(CO)=0.25mol/L，c(H2)=0.5mol/L，c(CH3OH)=0.25mol/L，所以反应的化学平衡常数为；

故答案为：0.025；4；

③若在恒温恒压条件下进行上述反应，达到平衡后，往体系中通入一定量的稀释剂(水蒸气)，由于反应物、生成物的浓度均同等程度的减小，相当于减小压强，平衡逆向移动，则CO的转化率减小；

故答案为：减小；

（3）未达到平衡前，温度高的速率快，相同时间内，产生的甲醇量多，由于正反应放热，到达平衡后再升高温度，平衡向逆反应方向移动，甲醇的含量会降低，所以图中5min时，a容器一定未平衡，c容器一定平衡，b容器不一定平衡；达到平衡时，a、b、c三个容器的反应温度不同，根据正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故达到平衡时，转化率的关系为：a>b>c；

故答案为：b中温度高，反应速率快，反应相同时间生成的甲醇多，体积分数大；a>b>c。

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实验序号	实验温度/K	V/mL	c/mol·L-1	V/mL	c/mol·L-1	V/mL	溶液褪至无色时所用时间/s
A	293	2	0.02	5	0.1	3	t1
B	T1	2	0.02	3	0.1	V1	8
C	313	2	0.02	V2	0.1	5	t1

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