Question

工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)。图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2 L的密闭容器中加入 4 mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH(g)的浓度随时间变化。

请回答下列问题：

(1)在“图1”中，曲线________(填“a”或“b”)表示使用了催化剂；该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)下列说法正确的是________。

A．起始充入的CO为2 mol

B．增加CO浓度，CO的转化率增大

C．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态

D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1 mol CO和2 mol H₂，再次达到平衡n(CH₃OH)/n(CO)会减小

(3)从反应开始到建立平衡，v(H₂)＝________________；该温度下CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)的化学平衡常数为________。若保持其他条件不变，将反应体系升温，则该反应化学平衡常数________(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线，要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出p₁、p₂，且p₁<p₂)。_____________________

(5)已知CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－192.9 kJ/mol,又知H₂O(l)===H₂O(g)　ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32 g的CH₃OH(g)完全燃烧生成CO₂和液态水的热化学方程式________。

Answer

b 放热 AC 0.15 mol·L－1·min－1 12 减小 CH3OH(g)＋3/2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－280.9 kJ/mol

【解析】

（1）根据图中反应的活化能的大小来分析是否使用催化剂，利用反应前后的总能量来分析反应的能量变化；

（2）A、由图2利用转化的CO和平衡时CO的量来分析；

B、增加CO浓度，会促进氢气的转化，但本身的转化率降低；

C、该反应为反应前后压强不等的反应；

D、再充入1molCO和2molH2，体积不变，则压强增大，平衡正向移动；

（3）由图2计算用CO表示的反应速率，再利用反应速率之比等于化学计量数之比来计算氢气的反应速率，利用各物质平衡的浓度来计算化学平衡常数；根据温度升高，平衡逆向移动，反应物的浓度增大，生成物的浓度减少，平衡常数减小；

（4）升温平衡左移，而升压平衡右移。

（5）根据盖斯定律来写热化学方程式。

（1）由图可知，曲线b降低了反应所需的活化能，则b使用了催化剂，又该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，

故答案为：b；放热；

（2）A、由图2可知生成0.75mol·L－1CH3OH，则反应了0.75mol·L－1CO，平衡时有0.25mol·L－1CO，即CO的起始物质的量为（0.75mol/L+0.25mol·L－1）×2L=2mol，故A正确；

B、增加CO浓度，会促进氢气的转化，氢气的转化率增大，但CO的转化率减小，故B错误；

C、该反应为反应前后压强不等的反应，则压强不变时，该反应达到平衡状态，故C正确；

D、再充入1molCO和2molH2，体积不变，则压强增大，平衡正向移动，再次达到平衡时会增大，故D错误；

故选：AC；

（3）CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，起始浓度：1 mol/L，2 mol/L，0，转化浓度：0.75 mol/L，1.5 mol/L，0.75 mol/L，平衡浓度：0.25 mol/L，0.5 mol/L，0.75 mol/L。

v(H2)＝ ＝0.15 mol·L－1·min－1

K＝ ＝12

该反应为放热反应，升高温度，平衡左移，平衡常数减小。

故答案为：0.15mol·L-1·min-1；12； 减小；

(4)升温平衡左移，而升压平衡右移。在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线，画压强不同的2条曲线(在曲线上标出p1、p2，且p1