Question

【題目】能源問題日益成為制約國際社會經濟發展的瓶頸。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景，因此甲醇被稱為2l世紀的新型燃料。工業上用CO生產燃料甲醇，一定條件下發生反應：CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。圖1表示反應中能量的變化；圖2表示一定溫度下，在體積為2L的密閉容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的濃度隨時間變化圖。

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；該反應屬于______（填“吸熱”或“放熱”）反應。

（2）根據“圖2”判斷，下列說法不正確的是______________。

A．起始充入的CO為1mol

B．增加CO濃度，CO的轉化率增大

C．容器中壓強恒定時，反應已達平衡狀態

D．保持溫度和密閉容器容積不變，再充入1molCO和2molH2，再次達到平衡時n（CH3OH）／n（CO）會增大

（3）從反應開始到建立平衡，v（H2）＝__________；該溫度下CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g）的化學平衡常數為___________。若保持其他條件不變，向平衡體系中再充入0．5mol CO、lmolH2、1．5 molCH3OH，此反應進行的方向為____________（填“正反應方向”或“逆反應方向）”。

（4）請在“圖3”中畫出平衡時甲醇蒸氣百分含量（縱坐標）隨溫度（橫坐標）變化的曲線，要求畫壓強不同的2條曲線__________（在曲線上標出p1、p2，且p1＞p2）。

（5）科學家常用量熱劑來直接測定某一反應的反應熱，現測得：CH3OH（g）＋3／2O2

（g）＝CO2（g）＋2H2O（g） △H＝－192．9kJ／mol，又知H2O（l）＝H2O（g）△H＝＋44 kJ／mol，請寫出32g的CH3OH（g）完全燃燒生成液態水的熱化學方程式_______。

Answer 1

【答案】 b 放熱 AB 0.15mol/(L·min) 12 正反應方向 CH3OH(g)+3/2 O2(g) = CO2(g)+2 H2O(l) △H=-280.9KJ/mol

【解析】試題分析：（1）由圖可知，曲線b降低了反應所需的活化能，則b使用了催化劑，又該反應中反應物的總能量大于生成物的總能量，則該反應為放熱反應； （2）a、起始充入的CO為1mol，則起始時CO的濃度是0.5mol/L，故A錯誤；增加CO濃度，會促進氫氣的轉化，氫氣的轉化率增大，但CO的轉化率減小，故B錯誤；該反應為反應前后壓強不等的反應，則壓強不變時，該反應達到平衡狀態，故c正確；再充入1molCO和2molH2，體積不變，則壓強增大，平衡正向移動，再次達到平衡時n（CH3OH）/n（CO）會增大，故D增強；（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=0.075molL-1min-1，

因反應速率之比等于化學計量數之比，則v（H2）=0.075molL-1min-1×2=0.15molL-1min-1，

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）

開始1mol/L 2mol/L 0

轉化0.75mol/L 1.5mol/L 0.75mol/L

平衡0.25mol/L 0.5mol/L 0.75mol/L

則化學平衡常數K=12 L2mol-2， <K,反應進行的方向為正反應方向；

（4）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H＜0，

則溫度越高，逆向反應進行的程度越大，甲醇的含量就越低，

壓強增大，反應正向進行的程度大，則甲醇的含量高，則圖象為

，

(5)根據蓋斯定律甲醇完全燃燒生成液態水的熱化學方程式CH3OH(g)+3/2 O2(g) = CO2(g)+2 H2O(l) △H=-280.9KJ/mol。