Question

【題目】工業上用CO生產燃料甲醇。一定條件下發生反應：

CO（g）＋2 H2（g） CH3OH（g）

（1）甲圖是反應時CO和CH3OH（g）的濃度隨時間變化情況。從反應開始到平衡，用H2濃度變化表示平均反應速率v（H2）＝_____________;

（2）乙圖表示該反應進行過程中能量的變化。曲線a表示不使用催化劑時反應的能量變化，曲線b表示使用催化劑后的能量變化。該反應的焓變是________（填“ΔH<0”或“ΔH>0”）反應，寫出反應的熱化學方程式：______ _；選擇適宜的催化劑__________（填“能”或“不能”）改變該反應的反應熱。

（3）恒容條件下，下列措施中能使增大的有____________。

a．升高溫度 b．充入1mol He氣

c．再充入1 mol CO和2 mol H2 d．使用催化劑

Answer 1

【答案】（1）0.15 mol·L－1·min－1

（2）ΔH<0 CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）ΔH＝－91kJ·mol－1 不能（3）c

【解析】

試題分析：（1）根據圖像甲知反應至10min達到平衡狀態，CO的濃度變化為0.75mol/L，v（CO）=0.075 mol·L－1·min－1，又反應速率之比等于化學計量數之比，則v（H2）＝0.15 mol·L－1·min－1。

（2）由圖乙可知，該反應中反應物的總能量大于生成物的總能量，故該反應為放熱反應；由圖可知，反應物為1molCO（g）和2molH2（g），生成物為1molCH3OH（g），△H=419-510=- kJ·mol－1，故反應的熱化學方程式為CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g） ΔH＝－91 kJ·mol－1；使用催化劑不能改變反應的始終態，不能改變反應熱。

（3）a．該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，n（CH3OH）/n（CO）減小，錯誤；b．充入He（g），使體系壓強增大，容器的容積不變，反應混合物的濃度不變，平衡不移動，n（CH3OH）/n（CO）不變，錯誤；c．再充入1 mol CO和2 mol H2 ，平衡向正反應移動，n（CH3OH）/n（CO）增大，正確；d．使用催化劑，平衡不移動，n（CH3OH）/n（CO）不變，錯誤，選c。