【題目】甲醇是21世紀應用最廣泛的清潔燃料之一通過以下反應可以制備甲醇

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) H=?

(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566.0kJ·mol-1

2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H=-1453.0kJ·mol-1

制備甲醇反應的H = kJ·mol-1

(2)若裝置為容積固定的密閉容器,不同時間段各物質(zhì)的濃度如下表:

c(CO) /mol·L-1

c(H2) /mol·L-1

c(CH3OH) /mol·L-1

0min

0.8

1.6

0

2min

0.6

y

0.2

4min

0.3

0.6

0.5

6min

0.3

0.6

0.5

反應從2min4min之間,H2的平均反應速率為________ mol·1·minˉ1

反應在第2min時改變了反應條件,改變的條件可能是 (填字母序號)。

A.使用催化劑 B.降低溫度 C.增加H2的濃度 D.減小CH3OH(g)的濃度

(3)若在容積可變的密閉容器中充入1 mol CO(g)和2 molH2 (g)生成CH3OH(g),H2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(P)的變化如圖所示。當達到平衡狀態(tài)A 容器的體積為2 L,此時該反應的平衡常數(shù)為 ,若達到平衡狀態(tài)B 時,則容器的體積V(B)= L。

(4)一定溫度下,在容積固定的密閉容器中充入一定量的H2和CO,在t1時達到平衡。t2時將容器的容積迅速擴大到原來的2倍,在其他條件不變的情況下,t3時達到新的平衡狀態(tài),之后不再改變條件。請在右圖中補畫出從t2t4正反應速率隨時間的變化曲線。

【答案】1)-128.1;(2)0.3,A;

(3)4,14;(4)

【解析】

試題分析:(1)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l),2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) 2CH3OH (l) +3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l),(①×2+)/2,得出:CO(g) + 2H2(g) = CH3OH (l) H=(-571.6×2-566.0+1453)/2kJ·mol1=-128.1kJ·mol1;(2)根據(jù)化學反應速率表達式,v(CO)=(0.6-0.3)/2mol/(L·min)=0.15mol/(L·min),根據(jù)化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比,v(H2)=2v(CO)=0.15×2mol/(L·min)=0.3mol/(L·min),0~2min是v(CO)=(08-0.6)/2mol/(L·min)=0.1mol/(L·min),2min時反應速率加快,根據(jù)反應方程式,求出y=1.2,A、使用催化劑反應速率加快,故正確;B、降低溫度,化學反應速率降低,故錯誤;C、增加H2的濃度,反應速率雖然增加,根據(jù)上述分析,以及表格數(shù)據(jù),氫氣的濃度沒有增加,故錯誤;D、減小甲醇的濃度,對正反應速率沒有影響,故錯誤;

(3)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始: 1 2 0

變化: 0.5 1 0.5

平衡: 0.5 1 0.5,

根據(jù)平衡常數(shù)的表達式,K=c(CH3OH)/[c(CO)×c2(H2)]=4,

開始時容器的體積為3:(0.5+1+0.5)=V:2,解得V=3,

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始: 1 2 0

變化: 0.8 1.6 0.8

平衡: 0.2 0.4 0.8,

根據(jù)體積之比等于物質(zhì)的量之比,3:(0.2+0.4+0.8)=3:V,解得V=1.4;(4)t2時容積擴大到原來的2倍,組分濃度減小,根據(jù)勒夏特列原理,平衡向逆反應方向移動,v正增大,t3時達到平衡,即圖像是:。

練習冊系列答案
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