Question

1．能源短缺是人類面臨的重大問題．一種可再生能源甲醇，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景，被稱為21世紀(jì)的新型燃料．工業(yè)上用 CO 生產(chǎn)燃料甲醇，一定條件下發(fā)生：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）圖1表示反應(yīng)中能量的變化；圖2表示一定溫度下，在體積為2L的密閉容器中加入 4mol H₂ 和一定量的 CO 后，CO和 CH₃OH（g）的濃度隨時間變化圖．

請回答下列問題：
（1）在“圖1”中，曲線b改變的條件最可能是使用了催化劑．
（2）根據(jù)“圖2”判斷，下列說法不正確的是C
A．容器中壓強恒定時，反應(yīng)已達平衡狀態(tài)
B．起始充入的CO為2mol
C．增加CO濃度，CO的轉(zhuǎn)化率增大
D．保持溫度和密閉容器容積不變，再充入1molCO和 2molH₂，再次達到平衡時$\frac{n（C{H}_{3}OH）}{c（CO）}$會增大
（3）若升高溫度，保持其它條件不變，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡將左（填“左”、“右”或“不”）移動．
（4）科學(xué)家常用量熱計（填儀器名稱）來直接測定某一反應(yīng)的反應(yīng)熱．現(xiàn)測得：某溫度時：2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-385.8kJ/mol，
又知 H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol，請寫出表示 CH₃OH 燃燒熱的熱化學(xué)方程式：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-280.9kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）加入催化劑，可降低反應(yīng)的活化能；
（2）A．容器中壓強恒定時，說明氣體物質(zhì)的量相等，反應(yīng)已達平衡狀態(tài)；
B．CO的起始濃度為1moL/L，體積為2L，則起始充入的CO為2mol；
C．增加CO濃度，平衡正向移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率變大，而CO的轉(zhuǎn)化率減小；
D．保持溫度和密閉容器容積不變，再充入1molCO和 2molH₂，相當(dāng)于給體系增大壓強，平衡正向移動，所以再次達到平衡時$\frac{n（C{H}_{3}OH）}{c（CO）}$會增大；
（3）由圖1可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；
（4）常用量熱計來直接測定某一反應(yīng)的反應(yīng)熱；
2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-385.8kJ/mol ①，
H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol②，
將方程式$\frac{1}{2}$①-2②得甲醇燃燒熱化學(xué)方程式．

解答 解：（1）由圖象可知b活化能較低，應(yīng)加入催化劑，故答案為：使用了催化劑；
（2）A．容器中壓強恒定時，說明氣體物質(zhì)的量相等，反應(yīng)已達平衡狀態(tài)，故正確；
B．CO的起始濃度為1moL/L，體積為2L，則起始充入的CO為2mol，故正確；
C．增加CO濃度，平衡正向移動，氫氣的轉(zhuǎn)化率變大，而CO的轉(zhuǎn)化率減小，故錯誤；
D．保持溫度和密閉容器容積不變，再充入1molCO和 2molH₂，相當(dāng)于給體系增大壓強，平衡正向移動，所以再次達到平衡時$\frac{n（C{H}_{3}OH）}{c（CO）}$會增大，故正確；
故選：C；
（3）由圖1可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以升高溫度平衡逆向移動，故答案為：左；
（4）常用量熱計來直接測定某一反應(yīng)的反應(yīng)熱；
2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-385.8kJ/mol ①，
H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol②，
將方程式$\frac{1}{2}$①-2②得甲醇燃燒熱化學(xué)方程式為CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-280.9kJ/mol，
故答案為：量熱計；CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-280.9kJ/mol．

點評 本題考查蓋斯定律、平衡移動方向判斷、反應(yīng)速率計算等知識點，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，為高頻考點，注意：增加可逆反應(yīng)中某一反應(yīng)物濃度，平衡正向移動但該物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率反而降低，為易錯點．