Question

【加试题】节能减排已经成为全社会的共识，浙江省在原先推行乙醇汽油的基础上，开始试点甲醇汽油（即在汽油中添加一定量的甲醇），根据检测的数据分析认为，若绍兴全市的100余万辆机动车全部使用甲醇汽油，一年内能减少有害气体（一氧化碳）排放将近100万吨。甲醇常利用煤气化过程中生成的CO和H₂来制备：CO+2H₂⇌CH₃OH 。

请根据图示回答下列：

（1）关于该自发反应的下列说法中，正确的是    （填字母）：

A．△H>0，△S>0                 B．△H>0，△S<0

C．△H<0，△S<0                 D．△H<0，△S>0

（2）现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO和3molH₂，测得CO和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，CO的平均反应速率v（CO）=             mol/(L•min)，该反应的平衡常数K=             。

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

A．升高温度     B．充入He气    C．再冲入1molCO和3molH₂   D．使用催化剂

（4）若在一体积可变的密闭容器中充入1molCO、2molH₂和1molCH₃OH，达到平衡时测的混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍（此过程三种物质均处于气态），则平衡时混合气体的平均摩尔质量=            g/mol。

Answer

（1） C （2分）（2）0.075 （2分） K=4/3 （2分）

（3） C （2分） （4） 25.6 （2分）

【解析】

试题分析：（1）该反应为气体体积减小的反应，所以△S<0，△H-T△S<0，反应自发进行，所以△H<0，答案C；（2）由图可知，10min达平衡，CO的浓度为0.25mol/L，则△c（CO）=（1.00-0.25）mol/L=0.75 mol/L，则平衡时c(CH3OH)= c（CO）=0.75 mol/L，平衡时c(H2)=3 mol/L-2△c（CO）=1.5 mol/L，则v（CO）=0.75 mol/L÷10min=0.075 mol/(L•min)，该反应的平衡常数K= =4/3；（3） A．正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，n(CH3OH)/n(CO)减小，错误；B．充入He气，恒温恒容条件下各物质浓度不变，平衡不移动，n(CH3OH)/n(CO)不变，错误；C．再冲入1molCO和3molH2，等效为增大压强，平衡整箱移动，n(CH3OH)/n(CO)增大，正确；D．使用催化剂只加快反应速率，不影响平衡移动，n(CH3OH)/n(CO)不变，错误。（4） 充入1molCO、2molH2和1molCH3OH，开始的平均摩尔质量=16g/mol，同温同压下，气体的密度之比等于摩尔质量之比，所以则平衡时混合气体的平均摩尔质量=16g/mol×1.6=25.6 g/mol。

【考点定位】化学平衡的计算、化学平衡影响因素

【名师点睛】本题考查化学平衡的计算、化学平衡影响因素、平衡常数、反应速率计算等，