Question

【題目】甲醇可以補(bǔ)充和部分替代石油燃料，緩解能源緊張。利用CO可以合成甲醇。

（1）已知：CO(g)+O(g)=CO2(g) △H1=－283.0kJ·mol－1

H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H2=－285.8kJ·mol－1

CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H3=－764.5kJ·mol－1

則CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) △H=__________kJ·mol－1

（2）甲圖是反應(yīng)時CO和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化情況。從反應(yīng)開始到達(dá)平衡，用H2表示平均反應(yīng)速率v(H2)=____________________。

（3）一定條件下，在容積為VL的密閉容器中充入amolCO與2amolH2合成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如乙圖所示。

①P1__________P2（填“＞”、“＜”或“=”）

②該甲醇合成反應(yīng)在A點的平衡常數(shù)K=__________（用a和V表示）

③下列措施中能夠同時滿足增大反應(yīng)速率和提高CO轉(zhuǎn)化率的是__________。（填寫相應(yīng)字母）

A．使用高效催化劑B．降低反應(yīng)溫度

C．增大體系壓強(qiáng)D．不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來

E．向體系中再充入amolCO與2amolH2

Answer 1

【答案】（1）－90.1

（2）0.15mol/(L·min)

（3）①＜②③CE

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，一式＋二式×2-三式得-283-285.8×2＋764.5=－90.1kgmol－1，則CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)△H=－90.1kgmol－1；

（2）根據(jù)甲圖可知，10min時甲醇的濃度增加了0.75mol/L，則氫氣反應(yīng)掉的濃度為1.5mol/L，則用H2表示平均反應(yīng)速率v(H2)=1.5mol÷10min=0.15mol/(L·min)。

（3）①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)，甲醇的合成反應(yīng)是分子數(shù)減少的反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，所以P1＜P2；

②在A點CO的轉(zhuǎn)化率為0.75，根據(jù)三段式

CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)

起始 a 2a 0

變化 0.75a 1.5a 0.75a

平衡 0.25a 0.5a 0.75a 則K=(0.75a÷V)/(0.5a÷V)2×(0.25a÷V)=(mol·L－1)－2。

③A.使用高效催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變平衡，CO的轉(zhuǎn)化率不變，不符；B.降低反應(yīng)溫度，化學(xué)反應(yīng)速率降低，平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率增大，不符；C.增大體系壓強(qiáng)，平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快，符合；D.不斷將CH30H從反應(yīng)混合物中分離出來，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，不符；E. 向體系中再充入a mol CO與2a mol H2，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，化學(xué)反應(yīng)速率加快，符合；答案選CE。