Question

【題目】（1）甲醇(CH3OH)是重要的溶劑和替代燃料，工業上用CO和H2在一定條件下制備CH3OH的反應為：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，在體積為1L的恒容密閉容器中，充入2molCO和4molH2，一定條件下發生上述反應，測得CO(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖一所示。

①從反應開始到5min，用CO表示的平均反應速率v(CO)=________。

②下列說法正確的是____________(填字母序號)。

A．達到平衡時，H2的轉化率為65%

B．5min后容器中混合氣體的平均相對分子質量不再改變

C．達到平衡后，再充入氬氣，反應速率減小

D．2min前v(正)>v(逆)，2min后v(正)<v(逆)

（2）碳與水蒸氣反應制取H2的相關反應如下：

Ⅰ：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.0kJ/mol

Ⅱ：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H= - 43kJ/mol

Ⅲ：CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(S) △H= - 178.3kJ/mol

①計算反應ⅣC(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的△H=_______kJ/mol；

若K1、K2、K3分別為反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常數，則反應Ⅳ平衡常數K=__________(用K1、K2、K3表示)。

②對于可逆反應C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g)，采取以下措施可以提高H2產率的是________。(填字母)

A．降低體系的溫度 B．壓縮容器的體積 C．增加CaO的量 D．選用適當的催化劑

（3）對于可逆反應C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g)，該反應_______（填“能”或“不能”）自發進行。

Answer 1

【答案】 0.3mol/(L·min) B -90.3 K1·K2·K3 A 能

【解析】（1）①v(CO)=△c/△t=(2.0-0.5)mol/L/5min=0.3mol/(L·min)；②A．達到平衡時，H2的轉化率為(2.0-0.5)mol/L ×1L×2/4mol=75%，A錯誤；B．5min后反應達到平衡狀態，容器中混合氣體的平均相對分子質量不再改變，B正確；C．達到平衡后，再充入氬氣，濃度不變，反應速率不變，C錯誤；D．在反應達到平衡前，v(正)>v(逆)，D錯誤。答案選B。 （2）①由蓋斯定律可知，將已知三個方程式相加即得到反應Ⅳ，C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的△H=-90.3kJ/mol；方程式相加，平衡常數相乘，反應Ⅳ平衡常數K= K1·K2·K3；②A．正反應是放熱反應，降低體系的溫度，平衡正向移動，可以提高H2產率，A正確；B．壓縮容器的體積，平衡不移動，B錯誤；C．增加CaO的量，平衡不移動，C錯誤；D．選用適當的催化劑，平衡不移動，D錯誤；答案選A。（3）此反應為放熱反應，且沒有熵變，可以自發進行。