Question

【題目】面對目前世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)，甲醇作為一種較好的可再生能源，具有廣泛的應(yīng)用前景。

（1）已知在常溫常壓下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH1＝－90 kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41 kJ·mol－1

寫出由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式：_______________________。

（2）在容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，平衡時的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；

②在溫度和容積不變的情況下，再增加a mol CO與2a mol H2，達(dá)到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，平衡常數(shù)________。

（3）關(guān)于CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH1＝－90 kJ·mol－1 正確的是_____________________

A.溫度和壓強(qiáng)一定時，混合氣體的密度不再變化，證明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B. 2V（CO）正= V（H2）逆

C.溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，證明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

D.百分比組成2W(CO)=W(H2)，證明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

E.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)，證明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

F.溫度越高越有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行

Answer 1

【答案】 CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJ·mol－1 小于 增大 不變 ABCE

【解析】(1)已知式：①CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-90kJmol-1；②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H2=-41kJmol-1，根據(jù)蓋斯定律將①-②得：CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49kJmol-1；故答案為：CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49kJmol-1；

(2)①相同溫度下，同一容器中，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，根據(jù)圖像知，p1小于p2，故答案為：小于；

②在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a mol H2，相當(dāng)于將2amolCO、4amolH2充入2VL密閉容器中，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時再縮小體積至VL，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，所以CO的轉(zhuǎn)化率增大，由于反應(yīng)的溫度不變，則平衡常數(shù)不變，故答案為：增大；不變；

(3)A.該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，溫度和壓強(qiáng)一定時，混合氣體的密度不再變化，說明氣體的體積不再變化，能夠說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；B.根據(jù)方程式，速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，因此2V(CO)正= V(H2)逆，故B正確；C. 該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，說明容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，能夠證明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；D.百分比組成2W(CO)=W(H2)，與反應(yīng)中通入的氣體的量的多少有關(guān)，與平衡狀態(tài)無關(guān)，故D錯誤；E. 該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化，氣體的質(zhì)量不變，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明氣體的物質(zhì)的量不再改變，能夠證明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故E正確；F.該反應(yīng)的ΔH＜0，△S＜0，根據(jù)△G=△H-T△S，溫度越低，△G越有可能＜0，越有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，故F錯誤；故選ABCE。