Question

工業(yè)上通常在恒容密閉容器中采用CO(g)和H₂ (g)反應(yīng)催化合成甲醇CH₃OH(g)：
（1）已知：① 2CO(g) + O₂ (g) = 2CO₂ (g) ΔH =" -566.0" kJ·mol^-1
② 2H₂(g) + O₂ (g) ="2" H₂O (g) ΔH =" -398.0" kJ·mol^-1
③2CH₃OH(g) +3O₂ (g) =2CO₂ (g) +4 H₂O(g) ΔH =" -1104.0" kJ·mol^-1
則CO(g)與H₂(g)合成CH₃OH(g)的熱化學(xué)方程式是_______________。
（2）據(jù)研究，反應(yīng)過程中起催化作用的為CuO，反應(yīng)體系中含少量CO₂有利于維持催化劑CuO的量不變，原因是：_______________________________ (用化學(xué)方程式表示)。
（3）判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是（填字母序號，下同）__________。
A. 混合氣體的密度不變
B. 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
C. CH₃OH(g)、CO(g)、H₂(g)的濃度都不再發(fā)生變化
D.生成CH₃OH(g)的速率與消耗CO(g)的速率相等
（4）下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）。

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.250	0.012

某溫度下，將2molCO(g)和6mol H₂(g)充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)后，達(dá)到平衡時測得c(CO)=0.5mol/L，則CO(g)的轉(zhuǎn)化率為________，此時的溫度為__________。
（5）要提高CO(g)的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是__________。
A. 升高溫度         B. 加入催化劑         C. 增加CO(g)的濃度
D. 加入H₂(g)加壓    E. 分離出甲醇         F.加入惰性氣體加壓
（6）一定條件下，在容積相同的三個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達(dá)到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器		甲	乙	丙
反應(yīng)物投入量		1molCO  2molH2	1molCH3OH	2molCH3OH
平衡數(shù)據(jù)	CH3OH的濃度（mol/L）	c 1	c 2	c 3
	反應(yīng)的能量變化的絕對值(kJ)	a	b	c
	體系壓強(qiáng)（Pa）	P1	P2	P3
	反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率	α1	α2	α3

下列說法正確的是__________。
A. 2c₁>c₃             B.  a+b=129         C.  2p₂<p₃          D. α₁+α₃<1

Answer 1

（每空2分，共14分）
（1）CO(g)+2H₂ (g) CH₃OH(g)；ΔH =" -129.0" kJ·mol^-1（2分）
（2）CuO＋COCu＋CO₂或Cu＋CO₂CuO＋CO  (寫＝得1分)（2分）
（3）B C（對一個得1分，見錯不得分，共2分）
（4）50% （2分）      300℃  （2分）
（5）D E（對一個得1分，見錯不得分，共2分）
（6）B D（對一個得1分，見錯不得分，共2分）

解析試題分析：（1）[②*2-(③-①)]/2，就得到所求的熱化學(xué)方程式CO(g)+2H₂ (g) CH₃OH(g)；ΔH =" -129.0" kJ·mol^-1。
（2）因為CO會還原CuO或Cu還原CO₂，且都是可逆反應(yīng)，方程式為：CuO＋COCu＋CO₂或Cu＋CO₂CuO＋CO。
（3）A項：質(zhì)量守恒，容器體積不變，密度一直不變，故錯；D項：都是正反應(yīng)速率，故錯。故選BC。
（4）開始時c(CO)= 1mol/L，平衡時測得c(CO)=0.5mol/L，則轉(zhuǎn)化的故CO(g)的c(CO)=0.5mol/L，故轉(zhuǎn)化率為50%。開始時c(H₂)=3mol/L，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，故平衡時測得c((H₂)= 2mol/L，c((CH₃OH)=0.5mol/L，故K=0.250，素以溫度為300℃。
（5）A項：化學(xué)平衡逆向移動，故錯；B、F項：化學(xué)平衡不移動，故錯；C項：加入的比反應(yīng)的多，故錯；D、E項：化學(xué)平衡正向移動，故正確。
考點：化學(xué)平衡的計算；反應(yīng)熱和焓變；熱化學(xué)方程式；化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
點評：本題考查化學(xué)平衡以及化學(xué)反應(yīng)與能量問題，題目綜合度較高，難度中等，本題注意把握化學(xué)平衡的計算以及反應(yīng)熱的計算方法。