Question

【題目】在工業(yè)上常用CO和H2合成甲醇，反應(yīng)方程式為：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H

已知：①CO（g）+O2（g）═CO2（g）△H1=akJ/mol

②H2（g）+O2（g）═H2O（g）△H2=bkJ/mol

③CH3OH（g）+O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H3=ckJ/mol

回答下列問題：

(1)△H= ______

(2)能說明反應(yīng)CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）已達(dá)平衡狀態(tài)的是___________（填字母）。

A.單位時(shí)間內(nèi)生成1molCH3OH（g）的同時(shí)消耗了1molCO（g）

B.在恒溫恒容的容器中，混合氣體的密度保持不變

C.在絕熱恒容的容器中，反應(yīng)的平衡常數(shù)不再變化

D.在恒溫恒壓的容器中，氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化

(3)在T1℃時(shí)，體積為2L的恒容容器中充人物質(zhì)的量之和為3mol的H2和CO，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)（V%）與 的關(guān)系如圖所示。

①當(dāng)起始 =2，經(jīng)過5min達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為0.6，則0～5min內(nèi)平均反應(yīng)速率V(H2)=________。若此時(shí)再向容器中加入CO（g）和CH3OH（g）各0.4mol，達(dá)新平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率將__________（選填“增大”、“減小”或“不變”）；

②當(dāng)起始 =3.5時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)后，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖象中的___________點(diǎn)（選填“D”、“E”或“F”）

(4)已知CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）。在密閉容器中有濃度均為0.1molL-1的CH4與CO2，在一定條件下反應(yīng)，測(cè)得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖，則壓強(qiáng)p1 ______p2（選填“>” “<” 或“=”）；當(dāng)壓強(qiáng)為p2時(shí)，在y點(diǎn)：v（正） ______ v（逆）（選填“大于”、“小于”或“等于”）。若p2=3MPa，則T℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp= ______ MPa2（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

Answer 1

【答案】 （a+2b-c）kJ/mol CD 0.12mol/（L．min） 增大 F < 大于 4

【解析】（1）根據(jù)蓋斯定律，CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），可由①+2②-③得到，故△H=（a+2b-c）kJ/mol ；(2)能說明反應(yīng)CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）已達(dá)平衡狀態(tài)的是A.單位時(shí)間內(nèi)生成1molCH3OH（g）的同時(shí)消耗了1molCO（g），兩者均表示正速率，故A錯(cuò)誤；B.在恒溫恒容的容器中，反應(yīng)混合物全是氣體，氣體的質(zhì)量和體積始終保持不變，混合氣體的密度保持不變，不能說明達(dá)到平衡，故B錯(cuò)誤；C.在絕熱恒容的容器中，只要平衡移動(dòng)，就有熱效應(yīng)，反應(yīng)的平衡常數(shù)不再變化，說明已達(dá)到平衡，故C正確；D.在恒溫恒壓的容器中，對(duì)于氣體體積變化的反應(yīng)，氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡，故D正確；故選CD。(3)①當(dāng)起始 =2，即2molH2、1molCO，經(jīng)過5min達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為0.6，則0～5min內(nèi)平均反應(yīng)速率V(H2)= =0.12mol/（L．min）；若此時(shí)再向容器中加入CO（g）和CH3OH（g）各0.4mol， ，平衡正向移動(dòng)，達(dá)新平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率將增大；②當(dāng)起始 =2.0時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)后，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)最大，故當(dāng)起始 =3.5時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)后，CH3OH的體積分?jǐn)?shù)比C點(diǎn)小，可能是圖象中的F；(4)已知CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）。在密閉容器中有濃度均為0.1molL-1的CH4與CO2，在一定條件下反應(yīng)，測(cè)得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖，增大壓強(qiáng)，CH4的轉(zhuǎn)化率變小，畫等溫線，可得，壓強(qiáng)p1 <p2；當(dāng)壓強(qiáng)為p2時(shí)，在y點(diǎn)：v（正） 大于 v（逆）。若p2=3MPa，則CO2（g）、CH4（g）、CO（g）、H2（g）分壓分別是3MPa/6=0.5MPa、0.5MPa、1MPa、1MPa，則T℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp= MPa2。