Question

（16分）甲醇是新型的汽車動力燃料。工業(yè)上可通過H₂和CO化合制備甲醇，該反應的熱化學方程式為：2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)   

（1）已知：      

      

 1 mol甲醇氣體完全燃燒生成CO和水蒸氣的熱化學方程式為                    。

（2）下列措施中有利于提高2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)反應速率的是         （雙選)。

A．分離出CH₃OH    B．升高溫度    C．減小壓強    D．加入合適的催化劑

（3）（3）用H₂和CO化合制備甲醇的反應中，若反應的容積為1L的恒容容器，分別在230℃、250℃和270℃下，改變H₂和CO的起始組成比（起始時CO的物質(zhì)的量固定為1mol）進行實驗，結(jié)果如下圖所示（圖中曲線上的點都為一定溫度下、一定組成下的平衡點）：

①曲線X對應的溫度是              。

②從圖中可以得出的結(jié)論有                                （任寫一條）。

（4）若往反應的容積中加入1.5molH₂ 和1.0molCO，在曲線Z對應溫度下反應達平衡。利用上述圖中a點對應的CO平衡轉(zhuǎn)化率，計算2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)的平衡常數(shù)。（寫出計算過程）

 

Answer 1

【答案】

(1) (3分)

（2）BD （4分）    （3）①230℃（3分）

②其他條件不變，CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨著H₂與CO的起始組成比增大而增大（或：其他條件不變，CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低。）  （2分）

（4）a點H₂與CO的起始組成比為1.5，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為50％。（1分）

2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)

起始物質(zhì)的量(mol)  1.5      1           0     

轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(mol）  1      0.5         0.5

平衡物質(zhì)的量(mol)  0.5      0.5         0.5

平衡濃度(mol/L)    0.5      0.5         0.5        （1分）

     （2分）

【解析】（1）考查蓋斯定律的應用。根據(jù)已知反應可知，②＋③×2－①即得到，所以反應熱是－283kJ/mol－242 kJ/mol×2＋116 kJ/mol＝－651 kJ/mol.

（2）考查外界條件對反應速率對影響。增大反應物的濃度或升高溫度或使用催化劑等都可以加快反應速率，BD正確，AC都是降低反應速率的，答案選BD。

（3）①應用反應是放熱反應，所以溫度越高，轉(zhuǎn)化率越低。X曲線表示的轉(zhuǎn)化率最大，所以溫度最低，即X表示的是230℃。

②根據(jù)圖像可知，其他條件不變，CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨著H₂與CO的起始組成比增大而增大。

（4）考查平衡常數(shù)的有關計算。

a點H₂與CO的起始組成比為1.5，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為50％

2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)

起始物質(zhì)的量(mol)  1.5      1           0     

轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(mol）  1      0.5         0.5

平衡物質(zhì)的量(mol)  0.5      0.5         0.5

平衡濃度(mol/L)    0.5      0.5         0.5       

所以