Question

（12分）氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。

（1）氢气的燃烧热值高，H2(g) +1/2 O2 (g) = H2O (g) △H = -241.8 kJ·mol-1

化学键	H-H	O=O	O-H
键能(kJ·mol-1)	X	496.4	463

请根据相关数据计算：H-H的键能X = ________kJ·mol-1。

（2）根据现代工业技术可以用H和CO反应来生产燃料甲醇，其反应方程式如下：

CO2 (g) + H2(g) = H2O + CH3OH(g) △H = -49.00 kJ·mol-1

一定温度下，在体积为1 L的密闭容器中充入1.00 mol CO2和3.00 mol H2，测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如图所示。

①能说明该反应已达平衡状态的是________（填代号）。

A．CO2在混合气体中的体积分数保持不变

B．单位时间内每消耗1.2 mol H2，同时生成0.4 mol H2O

C．混合气体平均相对分子质量不随时间的变化而变化

D．反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度比为1：1，且保持不变

②从反应开始到平衡的平均反应速率v(H2) = ________，达到平衡时氢气的转化率为________。

③该温度下的平衡常数为________（小数点后保留2位）。

④下列的条件一定能加快反应速率并且提高H2转化率的是________（填代号）。

A．升高反应温度

B．缩小容器的体积

C．保持容器体积不变，充入稀有气体

D．保持容器体积不变，充入CO2气体

Answer 1

（1） 436 （2） ① AC ② 0.225 mol/(L·min) 75% ③ 5.33 ④ BD

【解析】

试题分析：(1)从键能考虑化学反应的焓变△H=反应物的键能和-生成物的键能和，所以X+1/2×496.4-463×2=-241.8，解得X=463；（2）判断化学反应的平衡状态，可根据组分的含量不再变化；当反应前后气体系数和不等时，混合气体的平均相对分子质量不再变化可作为达平衡的标志，所以A、C正确；利用题给的图像不难确定②、③的答案；④既要提高H2转化率，使平衡向正反应方向移动，又要加快反应的速率，所以BD正确。

考点：化学反应的能量变化、化学平衡状态及化学平衡常数。