Question

甲醇是重要的绿色能源之一，目前科学家用水煤气(CO+H₂)合成甲醇，其反应为：

   △H=-128.1kJ·mol^-1，回答下列问题：

（1）该反应是可逆反应，为使化学反应速率和CO的转化率都同时提高的措施有_____________（写两条）。

（2）恒温恒容条件能说明该可逆反应达平衡的是______________；

A．2v_正（H₂）＝v_逆（CH₃OH）

B．n（CO）：n（H₂）：n（CH₃OH）＝1:2:1

C．混合气体的密度不变

D．混合气体的平均相对分子质量不变

（3）若上述可逆反应在恒温恒容的密闭容器进行，起始时间向该容器中冲入1molCO(g)和2molH₂(g)。实验测得H₂的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。

该反应的△S____________0，图中的T₁___________T₂（填“＜”“＞”或“＝”）

②T₁下到达平衡状态A时，容器的体积为2L，此时该反应的平衡常数为_____________，若达到平衡状态B时，则容器的体积V(B)＝________L。

（4）已知：H₂(g)燃烧热△H=-285.8kJ·mol^-1、和CO(g)燃烧热△H=-283.0kJ·mol^-1，则CH₃OH(g)燃烧热的热化学方程式是为____________。

Answer

（1）增大压强、增加氢气的浓度（2）BD（3）①＜、＜；②4；0.4

（4）CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-726.5kJ•mol-1

【解析】

试题解析：（1）该反应为放热反应，使化学反应速率和CO的转化率都同时提高，可以增大压强、增加氢气的浓度等外界条件；（2） A．速率和系数成正比，应为 v正（H2）＝2v逆（CH3OH）A错误；B．n（CO）：n（H2）：n（CH3OH）＝1:2:1，各组分的浓度保持不变，B正确；C．反应前后气体总质量不变，所以任何时候混合气体的密度不变，C错误；D．混合气体总质量不变，混合气体的总量为变小的反应，所以混合气体的平均相对分子质量不变，反应达平衡状态；D正确；答案为BD；（3）①根据反应判断由3摩尔气体变为1摩尔气体，该反应的△S小于0，该反应正反应放热，降低温度，平衡右移，氢气的转化率增大，图中的T1小于T2；

CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) △H=—128.1kJ·mol－1；

起始 1mol 2mol 0

变化 0.5 1 0.5

平衡： 1 0.5

根据平衡常数的计算公式：K=(0.5/2)/ (0.5/2)×(1/2)2=4； 由状态A 变为状态B，温度不变，常数不变；设反应后气体的体积为V L

CO (g) + 2H2 (g)CH3OH (l) △H=—128.1kJ·mol－1；

起始 1mol 2mol 0

变化 0.8 1.6 0.8

平衡：0.2 0.4 0.8

根据平衡常数的计算公式：K=(0.8/V)/(0.2/V)×(1/V)2=4；V=0.4L

①CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g） △H=-283.0kJ•mol-1

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8KJ·mol-1；

CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) △H=—128.1kJ·mol

根据盖斯定律处理以上三个反应，得出CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2 H2O（l）△H=-726.5kJ•mol-1

考点：影响反应速率的因素、平衡状态判定、平衡常数的应用、盖斯定律的应用；