Question

【題目】能源短缺是人類社會面臨的重大問題，甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景。

（1）已知：CO、H2、CH3OH（g）的燃燒熱分別為283kJ/mol、285.8kJ/mol、768kJ/mol。工業上一般利用合成氣發生下列反應合成甲醇：CO（g）+ 2H2（g）CH3OH（g）。

①完成該熱化學方程式：CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g）△H=______ kJ/mol；

②某溫度下，將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中，達到平衡，測得c（H2）= 2.2molL﹣1，則CO的轉化率為______。

（2）T1℃時，此反應的平衡常數為K（T1）= 50。此溫度下，在一個2L的密閉容器中加入一定量CO和H2，反應到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質	H2	CO	CH3OH(g)
濃度/（molL﹣1）	0.2	0.2	0.4

①比較此時正、逆反應速率的大�。�v正____v逆值（填“＞”、“＜”或“=”）。

②若其他條件不變，在T2℃反應l0min后又達到平衡，測得n（H2）= 0.3mol，試比較：溫度T1___T2（填“＞”、“=”或“＜”，下同）T2℃時該反應的平衡常數K（T2）______50。

③若其他條件不變時，只改變反應的某一個條件，下列說法正確的是______。

a．若達到新平衡時c（CO）= 0.3mo1/L，平衡一定逆向移動

b．若將容器體積縮小到原來的一半，達到新平衡時，0.2mol/L＜c（CO）＜0.4mol/L

c．若向容器中同時加入0.4mol CO和0.8mol CH3OH（g），平衡不移動

d．若向容器中加入0.8mol CH3OH（g），達到新平衡時，CO的體積分數不變

Answer 1

【答案】-86.6 40% ＝ ＞ ＞ bc

【解析】

(1) ①三種物質燃燒的熱化學方程式為：

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H＝－285.8kJ/mol ①

CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H＝－283.0kJ/mol ②

CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H＝－768kJ/mol ③

則①×2+②-③得：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H＝-86.6kJ/mol。

②設CO的變化量為x mol/L

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)

起始量 1 3 0

變化量 x 2x x

平衡量 1-x 3-2x x

則3-2x=2.2，即x=0.4

CO的轉化率為。

(2)①濃度商，說明反應達到平衡狀態，所以v正＝v逆。

②若其他條件不變，在T2℃反應l0min后又達到平衡，測得n(H2)=0.3mol，則其濃度為0.15mol/L，與原平衡相比較氫氣濃度減小，可得出平衡正向移動。對于放熱反應，溫度降低，平衡正向移動，從而得出T1＞T2；T2℃時平衡正向移動，則該反應的平衡常數增大，K（T2）＞50；

③若其他條件不變時，只改變反應的某一個條件

a．達到新平衡時c(CO)=0.3mo1/L，若為增大CO的濃度，平衡會正向移動，錯誤；

b．若將容器體積縮小到原來的一半，CO的濃度變為原來的2倍，達到新平衡時，濃度減小，但比原平衡時大，故0.2mol/L＜c(CO)＜0.4mol/L，正確；

c．若向容器中同時加入0.4mol CO和0.8mol CH3OH（g），利用濃度商進行分析，平衡不移動，正確；

d．因起始投入量之比不等于化學計量數之比，若向容器中加入0.8mol CH3OH（g），不是等效平衡，所以達到新平衡時，CO的體積分數改變，錯誤。

故答案為bc。