Question

能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源．具有广泛的开发和应用前景。因此甲醇被称为21世纪的新型燃料。

Ⅰ、已知在常温常压下：① H₂O(I)=H₂O(g)    △H= +44.0 kJ.mol^-1

② 2CH₃OH(I)十3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)  △H= -1275.6 kJ·mol^—1

写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式                               。

Ⅱ、工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应A：CO₂（g）+3H₂（g） CH₃OH（g）+H₂O（g） △H₁

反应B：CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g） △H₂

在体积为2L的合成塔中，充人2 mol CO₂和6 mol H₂，测得CO₂(g)和CH₃OH(g)的浓度随时间变化及甲醇的物质的量随时间、温度变化如下图所示。（T₁、T₂均大于300℃）

（1） 则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₁___        _0（填“＞”“＜”或“＝”）。

（2）从反应开始到平衡(10min)，用H₂表示 的反应速率为__________；

（3）下列说法正确的是           。

A．若保持恒温，当容器中n(CH ₃OH)︰n(H₂O)为1︰1时，该反应已达平衡状态

B．若保持恒温，当容器内气体压强恒定时，该反应已达平衡状态

C．若其他条件不变，则平衡常数：K(T₁)＜K (T₂)

D．处于A点的反应体系的温度从T₁变到T₂，达到平衡时增大

（4）对于反应A，若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是          。

A．增加CO₂的量                   B．升高温度

C．充入He，使体系总压强增大      D．按原比例再充入CO₂和H₂

（5）某温度下，将4mol CO和12mol H₂,充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO) =0.5 mol·L^—1，，则该温度下该反应的平衡常数为             。

（6）在T₁温度时，将1mol CO₂和3mol H₂充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂的转化率为A，则容器内的压强与起始压强之比为_____    ___。

Answer

Ⅰ：CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) △H =－725.8kJ·mol-1

Ⅱ:（1）< （2）0.24mol/L.min

（3）B D (4) A D (5)0.33 (6) 1-0.5A

【解析】

试题分析：Ⅰ：甲醇燃烧热是指生成二氧化碳和液态水，根据盖斯定律，②－①×4，甲醇燃烧热的热化学方程式CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) △H =－725.8kJ·mol-1；Ⅱ:（1）根据先拐先平，，升高温度，甲醇的物质的量减小，焓变<0；（2）0.24mol/(L.min)；（3）若保持恒温，当容器中n(CH 3OH)︰n(H2O)为恒量， 1︰1时反应不一定达平衡状态；，若保持恒温，压强为变量，当容器内气体压强恒定时，该反应一定达平衡状态；焓变<0，升高温度平衡逆向移动，若其他条件不变，则平衡常数减小：K(T1)>K (T2) ；处于A点的反应体系的温度从T1升高到T2，平衡逆向移动，达到平衡时增大；所以BD正确；（4）增加CO2的量，平衡正向移动，甲醇产率增大 ；升高温度 ，平衡逆向移动，甲醇产率减小；充入He，使体系总压强增大，平衡不一定，甲醇产率不变；按原比例再充入CO2和H2；相当于增大压强，平衡正向移动，甲醇产率增大，故AD正确；

=0.33

（6）

压强比等于物质的量比，（4-2A）:4=1-0.5A。

考点：本题考查化学平衡、反应热。