Question

【題目】Ⅰ、甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用CO和H2在催化劑作用下可合成甲醇(g)。

（1）已知相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學鍵	H—H	C—O	C≡O	H—O	C—H
E（kJ/mol）	436	343	1076	465	413

合成甲醇(g)的熱化學方程式為______________________________________________。

（2）500K、101KPa條件下，反應過程中測得n(CO)、n(H2)、n(CH3OH)隨時間t變化的關系如圖甲所示。現(xiàn)保持其它條件不變，起始只改變溫度，在改變的這個溫度下反應至t1時刻，此時n(H2)比圖象中的值大，那么該溫度可能是________。

A、700K B、373K C、以上均不對

（3）在一容積可變的密閉容器中充入1 mol CO和2 mol H2，發(fā)生反應并達到平衡，CO的平衡轉化率隨溫度(T)和壓強（P）的變化曲線如圖乙所示。P1、P2的大小關系為________；A、B、C三點的平衡常數(shù)(K)大小關系為______________________。

Ⅱ、可逆反應：①X(g)+2Y(g)2Z(g)；②2M(g)N(g)+P(g)，分別在密閉容器的兩個反應室中進行，反應室之間放有無摩擦、可滑動的密封隔板。反應開始和達到平衡狀態(tài)時有關物理量的變化如圖所示：

（4）反應①的正反應ΔH______0（填“＞”或“＜”）。

（5）反應開始時體系的壓強與達平衡(Ⅰ)時體系的壓強之比為_________（用分數(shù)表示）。

（6）在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中，M的體積分數(shù)(Ⅰ)______(Ⅱ)。

A、大于 B、小于 C、等于 D、無法確定

Answer 1

【答案】 CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H= —99kJ/mol AB P2＞P1 KA=KB＞KC ＜ 6/5 D

【解析】I. (1). 根據(jù)題意可知，利用CO和H2在催化劑作用下合成甲醇(g)的化學方程式為：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，反應熱=反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和，則△H=(1076+2×436)kJ/mol－(3×413+343+465)kJ/mol=－99kJ/mol，故答案為：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=－99kJ/mol；

(2). 保持其它條件不變，起始只改變溫度，在改變的這個溫度下反應至t1時刻，n(H2)比圖象中的值大，反應CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=－99kJ/mol為放熱反應，若溫度高于500K，升高溫度平衡逆向移動，n(H2)比圖象中的值大，若溫度低于500K，反應速率減慢，則t1時刻尚未達到平衡狀態(tài)，n(H2)也比圖象中的值大，故答案選：AB；

(3). CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)為氣體體積減少的反應，增大壓強平衡正向移動，CO的轉化率升高，因P2條件下CO的轉化率大于P1條件下CO的轉化率，所以P2＞P1，CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，CO的轉化率降低，因T2條件下CO的轉化率小于T1條件下CO的轉化率，則T2＞T1，又因溫度相同時平衡常數(shù)相等，則A、B、C三點的平衡常數(shù)(K)大小關系為：KA=KB＞KC，故答案為：P2＞P1；KA=KB＞KC；

II. (4). 據(jù)圖可知，平衡(I)降低溫度達到平衡(II)時，隔板由2.6處移至2.4處，左室氣體的總物質的量減少，說明降低溫度反應X(g)+2Y(g)2Z(g)正向移動，因降低溫度平衡向放熱反應方向移動，所以該反應的正反應為放熱反應，△H＜0，故答案為：＜；

(5). 右室進行的反應2M(g)N(g)+P(g)為等體積的可逆反應，達到平衡(I)時，右室氣體的總物質的量仍為2mol，因壓強與氣體體積成反比，則由圖可以看出，反應開始時體系的壓強與達平衡(Ⅰ)時體系的壓強之比為：=，故答案為：6/5；

(6). 右室中氣體的總物質的量始終不變，但由于降低溫度，反應2M(g)N(g)+P(g)的平衡會發(fā)生移動，導致M的含量變化，所以在平衡(I)和平衡(II)中M的體積分數(shù)不相等，又因為無法確定2M(g)N(g)+P(g)是放熱反應還是吸熱反應，所以無法確定降低溫度時平衡的移動方向，因此無法判斷在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中M的體積分數(shù)大小，故答案為：D。