Question

（12分）甲醇可通过将煤的气化过程中生成的CO 和H₂在一定条件下发生如下反应制得：CO(g) + 2H₂(g)＝CH₃OH(g)

请根据下图回答下列问题：

（1）从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)＝____mol / (L·min)。

（2）写出该反应的热化学方程式____________________________________________

（3）恒容条件下，下列措施中能使 n(CO) n(CH₃OH)增大的有           。

A.升高温度                             B.充入He气   

C.再充入1 mol CO和2 mol H₂           D.使用催化剂

（4）若在温度和容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下表：

容器	反应物投入的量	反应物的转化率	CH3OH的浓度	能量变化（Q1、Q2、Q3均大于0）
甲	1 mol CO和2 mol H2	a1	c1	放出Q1kJ热量
乙	1 mol CH3OH	a2	c2	吸收Q2kJ热量
丙	2mol CO和4 mol H2	a3	c3	放出Q3kJ热量

则下列关系正确的是：            

A. c₁＝c₂   

B.2Q₁＝Q₃ ……   

C.2a₁＝a₃   

D. a₁+ a₃＝1

E.该反应若生成1 mol CH₃OH，则放出（Q₁+ Q₂）kJ热量

（5）若在一体积可变的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H₂和1 mol CH₃OH，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，则该反应向      （填“正”、“逆”）反应方向移动，理由是由质量守恒，密度为原来的1.6倍，所以体积缩小，平衡正移。

Answer

（1） 0.075 （2） CO(g)+2H2(g) ==== CH3OH(g)ΔH=－91 kJ·mol1。

（3） C （4） AE （5） 正

【解析】

试题分析：由图像可知v(CO)＝0.75mol/L÷10min=0.075mol·L-1·min-1，该反应的热化学方程式为：CO(g)+2H2(g) ==== CH3OH(g)ΔH=（419 kJ·mol-1-510 kJ·mol-1）=－91 kJ·mol-1；A.升高温度化学反应逆反应方向移动，故n(CO)增大， n(CH3OH)减小，故A项错误；B.充入He气，各组分浓度不变，平衡不移动n(CO) n(CH3OH)均不变，故B项错误；C.再充入1 mol CO和2 mol H2 n(CO)增大，平衡正向移动，n(CH3OH)也增大，故C项正确；D.使用催化剂，增大反应速率，平衡不移动，故n(CO) n(CH3OH)均不变，故D项错误。（4）中甲、乙两容器加入量相当，条件相同，故达到平衡相同，故c1=c2故A项正确，甲从正向开始，乙从逆向开始，故平衡状态下a1+a2=1、Q1+Q2=91kJ；丙加入量是甲的二倍，则等效两个甲合，合并后平衡向正反应方向移动故2Q1a3> a1，故C、D项错误；由热化学方程式可知该反应若生成1 mol CH3OH，则放出（Q1+ Q2）=91kJ热量，故E项正确。（5）若在一体积可变的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2和1 mol CH3OH，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，由质量守恒，密度为原来的1.6倍，所以体积缩小，平衡正移。

考点：化学平衡状态。