Question

工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇，發(fā)生反應(yīng)：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H　　圖1表示反應(yīng)過程中能量的變化情況；
（1）在“圖1”中，曲線

 

（填：Ⅰ或Ⅱ）表示使用了催化劑；該反應(yīng)△H

 

0．（填“＞”或“＜”）
（2）一定條件下，在密閉容器中充入a mol CO與 3a mol H₂的混合氣體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)．
①若容器容積不變，下列措施能使上述反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是

 

．
A．升高溫度                    
B．將CH₃OH（g）從體系中分離
C．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大   
D．再充入1mol CO和3mol H₂
E．選擇高效催化劑
②為了尋找合成甲醇的溫度和壓強(qiáng)的適宜條件，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件
已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中

實驗編號	T（℃）	n(CO) n(H2)	P（MPa）
1	150	1 3	0.1
2	a	1 3	5
3	350	b	5

A．則上表中剩余的實驗條件數(shù)據(jù)：a=

 

、b=

 

．
B．根據(jù)反應(yīng)Ⅱ的特點，圖2是在壓強(qiáng)分別為0.1MPa和5MPa下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線圖，請指明圖中的壓強(qiáng)P_x=

 

MPa．

（3）已知：CH ₃OH（g）+

3

2

O ₂（g）=CO ₂（g）+2H ₂O（g）△H=-192.9kJ/molH ₂O（l）=H ₂O（g）△H=+44 kJ/mol，請寫出表示CH ₃OH（g）燃燒熱的熱化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的影響因素,熱化學(xué)方程式,轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線,等效平衡

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據(jù)圖中反應(yīng)的活化能的大小來分析是否使用催化劑，利用反應(yīng)前后的總能量來分析反應(yīng)的能量變化；
（2）①據(jù)影響平衡移動和化學(xué)反應(yīng)速率的因素解答；
②由圖可知，橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為CO的轉(zhuǎn)化率，P₁、P₂為兩種不同的壓強(qiáng)，以此來分析實驗數(shù)據(jù)；
（3）燃燒熱是指1mol可燃物燃燒生成穩(wěn)定化合物時放出的熱量．

解答： 解：（1）由圖可知，曲線Ⅱ降低了反應(yīng)所需的活化能，則Ⅱ使用了催化劑，又該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，
故答案為：Ⅱ；＜；
（2）①A、升溫平衡向吸熱的逆向移動，平衡常數(shù)減小，故A錯誤；
B、分離出甲醇，反應(yīng)速率減慢，故B錯誤；
C、充入氦氣，容器體積不變，反應(yīng)物和生成物濃度不變，反應(yīng)速率不變，故C錯誤；
D、容器容積不變，在充入反應(yīng)物，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率增大，平衡正向移動，故D正確；
E、加入催化劑，不影響平衡移動，個E錯誤；
故答案為：D；
②A．因圖中橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為CO的轉(zhuǎn)化率，P₁、P₂為兩種不同的壓強(qiáng)，則實驗中n（CO）/n（H₂）相同，即b=

1

3

，為便于比較，則實驗1和實驗2的溫度應(yīng)相同，壓強(qiáng)不同，即a=150，故答案為；150；

1

3

；
B．由圖可知，相同溫度時，P_x對應(yīng)的CO的轉(zhuǎn)化率降低，則P_x為0.1MPa，故答案為：0.1；
（3）燃燒熱是指1mol可燃物燃燒生成穩(wěn)定化合物時放出的熱量，C生成二氧化碳，H生成液態(tài)水，據(jù)蓋斯定律，表示CH ₃OH（g）燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：
①CH ₃OH（g）+

3

2

O ₂（g）=CO ₂（g）+2H ₂O（g）△H=-192.9kJ/mol，②H ₂O（l）=H ₂O（g）△H=+44 kJ/mol，①-②×2得：
CH ₃OH（g）+

3

2

O ₂（g）=CO ₂（g）+2H ₂O（l）△H=-280.9kJ/mol，
表示CH ₃OH（g）燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：
CH ₃OH（g）+

3

2

O ₂（g）=CO ₂（g）+2H ₂O（l）△H=-280.9kJ/mol，
故答案為：CH ₃OH（g）+

3

2

O ₂（g）=CO ₂（g）+2H ₂O（l）△H=-280.9kJ/mol．

點評：本題考查了催化劑對反應(yīng)的影響、平衡移動的影響因素、平衡圖象分析、轉(zhuǎn)化率、蓋斯定律的應(yīng)用，題目難度中等．