Question

1．甲醇是新型的汽车动力燃料．工业上可通过CO和H₂化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为：CO （g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）△H₁=-116kJ•mol^-1
（1）下列措施中有利于提高反应速率的是CD（双选，填字母）．
A．降低温度   B．减小压强   C．通入CO   D．加入催化剂
（2）已知：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-283kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₃=-242kJ•mol^-1
写出1mol甲醇燃烧生成CO₂和水蒸气的热化学方程式CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-651kJ•mol^-1
（3）为研究合成气最合适的起始组成比，在1L容器中，分别在230℃、250℃和270℃下，改变CO和 H₂的起始组成比（设起始时CO的物质的量为1mol ），结果如图所示：
①230℃的实验结果所对应的曲线是X（填字母）．
②从图中可以得出的结论是温度越高，CO的转化率越低或n（H₂）：n（CO）越低，CO的转化率越大．（写一条）
③在270℃时，当CO的转化率为50%时，计算反应CO （g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）的平衡常数（要求列出化学反应方程式，写出计算过程，结果保留2位有效数字）

Answer 1

分析 （1）提高反应速率可增大浓度、压强、温度或加入催化剂；
（2）利用盖斯定律计算反应热；
（3）①正反应放热，则升高温度CO的转化率降低；
②由图可知，温度越高，CO的转化率越低，CO和 H₂的起始组成比越小，CO的转化率越大；
③计算出平衡时各物质的浓度，结合K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}$计算．

解答 解：（1）提高反应速率可增大浓度、压强、温度或加入催化剂，则C、D正确，而降低温度、减小压强可减小反应速率，故答案为：CD；
（2））根据反应①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H₁=-116kJ•mol^-1，
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-283kJ•mol^-1，
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₃=-242kJ•mol^-1，
根据盖斯定律：②+③×2-①得：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-651kJ•mol^-1，
故答案是：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-651kJ•mol^-1；
（3）①根据该反应为放热反应，温度越高CO的转化率越小，所以曲线X为230℃，故答案为：X；
②由图可知，温度越高，CO的转化率越低，CO和 H₂的起始组成比越小，CO的转化率越大，故答案为：温度越高，CO的转化率越低或n（H₂）：n（CO）越低，CO的转化率越大；
③由图象可知当270℃、CO的转化率为50%时，n（H₂）：n（CO）=1.5，则
             CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）
起始（mol/L） 1       1.5
转化（mol/L） 0.5     1        0.5
平衡（mol/L） 0.5     0.5      0.5
K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.5}{0.5×0．{5}^{2}}$=4.00，
故答案为：4.00．

点评 本题考查化学平衡问题，侧重于学生的分析和计算能力的考查，为高考常见题型和高频考点，注意把握图象曲线的变化趋势，把握平衡常数的计算方法，难度中等．