Question

【題目】工業上用CO生產燃料甲醇。一定溫度和容積條件下發生反應：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。圖1表示反應中的能量變化；圖2表示一定溫度下，在體積為1L的密閉容器中加入2mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化。

請回答下列問題：

（1）在“圖1”中，曲線____填“a”或“b”)表示使用了催化劑；沒有使用催化劑時，在該溫度和壓強條件下反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H= _________________________ 。

（2）下列說法正確的是 （_________）

A．起始充入的CO的物質的量為1mol

B．增加CO的濃度，H2的轉化率會增大

C．容器中壓強恒定時，反應達到平衡狀態

（3）從反應開始到建立平衡，υ(CO)= _______；達到平衡時，c(H2)= ____ ，該溫度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化學平衡常數為______________。達到平衡后若保持其它條件不變，將容器體積壓縮為0.5L，則平衡___________移動 (填“正向”、“逆向”或“不”)。

Answer 1

【答案】b -91kJ/mol ABC 0.075mol/(L·min) 0.5mo/L 12 正向

【解析】

本題主要考查化學反應中能量變化、化學反應過程中物質濃度變化圖像以及化學平衡相關知識；（1）根據圖中反應的活化能的大小來分析是否使用催化劑，利用反應前后的總能量來分析反應的能量變化；（2）A.由圖2計算CO起始的量；B.增加CO濃度，會促使氫氣的轉化，但本身的轉化率降低；C.該反應的正反應為氣體分子數減小的反應，根據平衡時變量不變原則分析；（3）由圖2計算用CO表示的反應速率，再利用反應中各物質的變化量之比等于化學計量數之比，來計算平衡時c(H2)，化學平衡常數表達式為：，根據壓縮體積，壓強增大，平衡正向移動得出結論。

（1）由圖可知，反應的活化能b較小，所以b使用了催化劑，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1mol CH3OH(g)，△H=419-510 kJ/mol =-91 kJ/mol。

（2）A.由圖2可知CO的起始物質的量為1mol/L1L=1mol，故A項正確；B.增大CO濃度，會促使氫氣的轉化，氫氣的轉化率增大，故B項正確；C.該反應為反應前后壓強不等的反應，當容器中壓強不再變化時，該反應達到平衡狀態，故C項正確。

（3）由圖2可知，反應中減小的CO的濃度為1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，10min時達到平衡，則用CO表示的化學反應速率為=0.075mol/(L·min)，因反應中各物質的變化量之比等于化學計量數之比，則c(H2)=2mol/L-0.75mol/L2=0.5mol/L，該化學反應平衡常數為==12，該反應正向為體積縮小的反應，壓縮體積，壓強將增大，故平衡將正向移動。