Question

（2009?南京二模）工業(yè)上可利用合成氣（CO和H2的混合氣體）生產(chǎn)甲醇（如反應(yīng)④）．已知：
①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
③CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=2H₂O（l）+CO₂（g）△H=-761.7kJ/mol
④CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）
（1）反應(yīng)④的△H=

＜

，△S

＜

（填“＞”“＜”或“=”）．
（2）在一定條件下，反應(yīng)④在一密閉容器中達(dá)到平衡．維持H2濃度和容器的溫度不變，增大容器的體積，平衡將

B

（填字母）．
A．向正反應(yīng)方向移動          B．向逆反應(yīng)方向移動
C．不移動                    D．無法判斷
（3）工業(yè)上用反應(yīng)④低壓合成甲醇，在230℃～270℃最為有利．為研究合成氣最合適的起始組成比，分別在230℃、250℃和270℃進行實驗，結(jié)果如圖．230℃的實驗結(jié)果所對應(yīng)的曲線是

X

（填字母）；工業(yè)生產(chǎn)適宜采用的合成氣組成比n（H₂）：n（CO）的范圍應(yīng)是

B

．（填字母） 
A．1：1～1.5：1    B．2.2：1～3：1    C．3.5：1～4.5：1
（4）原料氣中含有少量CO₂對CO合成甲醇的轉(zhuǎn)化率有一定影響．科學(xué)家為研究這一影響，在同一容器中分別進行以下5組實驗．

組別	原料氣中各組分的體積分?jǐn)?shù)
	CO	CO2	H2	N2
第1組	19.7	0.0	59.1	21.2
第2組	20.7	0.3	62.1	16.9
第3組	16.9	1.3	50.7	31.1
第4組	19.8	5.5	59.4	15.3
第5組	20.3	10.9	60.9	7.9

表中5組實驗中，控制不變的實驗條件是壓強、催化劑、

溫度

、

CO和H₂的體積分?jǐn)?shù)之比

等．

Answer 1

分析：（1）反應(yīng)④CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g），反應(yīng)前后氣體體積減少的反應(yīng)，熵變減少小于0；根據(jù)蓋斯定律，利用題干所給的熱化學(xué)方程式得到④反應(yīng)的熱化學(xué)方程式減小方向判斷；
（2）依據(jù)反應(yīng)前后氣體體積的變化，結(jié)合影響化學(xué)平衡的因素分析判斷，增大體積壓強減小，平衡向氣體體積增大的方向移動；
（3）依據(jù)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越小；反應(yīng)的配比依據(jù)合成氨的工業(yè)制備類推；
（4）依據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，投料時各氣體體積分?jǐn)?shù)之和為1，一氧化碳和氫氣體積比始終為1：3，隨二氧化碳體積增多，一氧化碳和氫氣的體積分?jǐn)?shù)基本不變，所以利用氮氣調(diào)節(jié)混合氣體的條件分?jǐn)?shù)，保持壓強不變，溫度不變；

解答：解：（1）反應(yīng)④CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g），反應(yīng)前后氣體體積減少的反應(yīng)，熵變減少小于0；根據(jù)蓋斯定律得到：
①+2×②-③：④的熱化學(xué)方程式為：
CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-92.9KJ/mol
故答案為：△H＜0；△S＜0；
（2）在一定條件下，反應(yīng)④在一密閉容器中達(dá)到平衡．維持H₂濃度和容器的溫度不變，增大容器的體積，壓強減小，平衡逆向進行，故答案為：B．
（3）工業(yè)上用反應(yīng)④低壓合成甲醇，在230℃～270℃最為有利．為研究合成氣最合適的起始組成比，分別在230℃、250℃和270℃進行實驗，結(jié)果如圖．合成甲醇是放熱反應(yīng)，溫度越低轉(zhuǎn)化率越大，結(jié)合圖象可知，230℃的實驗結(jié)果所對應(yīng)的曲線是 X，；工業(yè)生產(chǎn)適宜采用的合成氣組成比n（H₂）：n（CO）的范圍應(yīng)反應(yīng)中 一氧化碳的轉(zhuǎn)化率大，提高氫氣的量會提高一氧化碳的轉(zhuǎn)化率，所以n（H₂）：n（CO）＞2：1，選項中氫氣量過量多小號原料，故選B．
故答案為：X，B；
（4）表中5組實驗中，根據(jù)數(shù)據(jù)分析判斷，控制不變的實驗條件是壓強、催化劑、溫度、CO和H₂的體積分?jǐn)?shù)之比等，故D答案為：溫度、CO和H₂的體積分?jǐn)?shù)之比；

點評：本題考查了化學(xué)反應(yīng)熱的計算應(yīng)用，熱化學(xué)方程式的書寫，蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)平衡的進行方向，數(shù)據(jù)分析方法，題目難度較大．