Question

工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)。圖1表示反應(yīng)中能量的變化；圖2表示一定溫度下，在體積為2 L的密閉容器中加入4 mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH(g)的濃度隨時(shí)間變化。

請(qǐng)回答下列問題：

（1）在“圖1”中，曲線________(填：a或b)表示使用了催化劑；該反應(yīng)屬于________(填：吸熱、放熱)反應(yīng)。

（2）下列說法正確的是________。

A．起始充入的CO為1 mol

B．增加CO濃度，CO的轉(zhuǎn)化率增大

C．容器中壓強(qiáng)恒定時(shí)，反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)

D．保持溫度和密閉容器容積不變，再充入1 mol CO和2 mol H2，再次達(dá)到平衡時(shí)n(CH3OH)/n(CO)會(huì)減小

（3）從反應(yīng)開始到建立平衡，v(H₂)＝________；該溫度下CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為______。若保持其它條件不變，將反應(yīng)體系升溫，則該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（4）請(qǐng)?jiān)凇皥D3”中畫出平衡時(shí)甲醇百分含量(縱坐標(biāo))隨溫度(橫坐標(biāo))變化的曲線，要求畫壓強(qiáng)不同的2條曲線(在曲線上標(biāo)出P₁、P₂，且P₁<P₂)。

（5）已知CH₃OH(g)＋O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－192.9 kJ/mol

又知H₂O(l)＝H₂O(g)　ΔH＝＋44 kJ/mol，請(qǐng)寫出32 g的CH₃OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式

______________________________________________________________________。

（6）甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染，有一種電化學(xué)法可消除這種污染，其原理是：將Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO₂而凈化。寫出用Co³⁺除去甲醇的離子方程式         　　　　　　　　　　     。

 

Answer 1

【答案】

（1）b（1分）　  放熱（1分）  　（2）C（1分）

（3）0.15 mol·L^－1·min^－1（2分）　       12（2分）　　  　減小（2分）

（4）　　（2分）

（5）CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l) ΔH＝－280.9 kJ/mol（2分）

（6）6Co³⁺+CH₃OH+H₂O＝CO₂↑+6 Co²⁺+6H⁺（2分）

【解析】

試題分析：（1）加入催化劑，能降低反應(yīng)的活化能，故b曲線是加入了催化劑的；圖中顯示，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，故該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；（2）容器體積為2L，故CO的加入量為2mol,A錯(cuò)；增加CO的濃度，其本身的轉(zhuǎn)化率降低，B錯(cuò)；該反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不同，故當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；保持溫度和密閉容器容積不變，再按1:2充入CO和H₂，平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故n(CH3OH)/n(CO)增大，D錯(cuò)；（3）CO的變化量為0.75 mol·L^－1，故H₂的變化量為1.5 mol·L^－1；該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為K= = =12；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡左移，故平衡常數(shù)減小；（4）壓強(qiáng)增大，平衡右移，甲醇的百分比增大；溫度升高，平衡左移，甲醇的百分比降低；（5）32 g的CH₃OH(g)為1mol，①-2②可得。

考點(diǎn)：化學(xué)平衡

點(diǎn)評(píng)：化學(xué)平衡是歷年高考重中之重，考生一定要系統(tǒng)備考此知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)配以練習(xí)，掌握必要解題思路。