Question

【題目】甲醇是一種重要的化工原料，又是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景。

（1）已知：CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)△H=+84kJmol1

2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=484kJmol1

工業(yè)上常以甲醇為原料制取甲醛，請寫出CH3OH(g)與O2(g)反應(yīng)生成HCHO(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式： ________________________________

（2）在一容積為2L的密閉容器內(nèi)，充入0.2molCO與0.4molH2發(fā)生反應(yīng)CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度，壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

①A，B兩點(diǎn)對應(yīng)的壓強(qiáng)大小關(guān)系是PA________PB（填“>，<，=”）

②A，B，C三點(diǎn)的平衡常數(shù)KA，KB，KC的大小關(guān)系是 __________________

③下列敘述能說明上述反應(yīng)能達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是___(填代號(hào))

a.H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍 b.CH3OH的體積分?jǐn)?shù)不再改變

c.混合氣體的密度不再改變 d.CO和CH3OH的物質(zhì)的量之和保持不變

（3）在P1壓強(qiáng)、T1°C時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_________，再加入1.0molCO后重新到達(dá)平衡，則CO的轉(zhuǎn)化率___________（填“增大，不變或減小”），CH3OH的體積分?jǐn)?shù)_________（填“增大，不變或減小”）

（4）T1°C、1L的密閉容器內(nèi)發(fā)生上述反應(yīng)，測得某時(shí)刻各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下：CO：0.1mol H2 ：0.2mol CH3OH：0.2mol。

此時(shí)v正 ________ v逆（填> 、 < 或 =）。

Answer 1

【答案】 2CH3OH(g)+O2(g)==2HCHO(g)+2H2O(g) △H=-316kJ/mol < KA=KB>KC b 100 減小 減小 >

【解析】（1）①已知：①CH3OH（g）=HCHO（g）+H2（g）△H=+84kJ/mol；②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-484kJ/mol，將2×①+②得到CH3OH（g）與O2（g）反應(yīng)生成HCHO（g）和H2O（g）的熱化學(xué)方程式為2CH3OH（g）+O2（g）=2HCHO（g）+2H2O（g）△H=-316 kJmol-1；（2）①如圖，該反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，則平衡正向移動(dòng)，說明PA<PB；②化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，該反應(yīng)放熱，溫度升高平衡逆向移動(dòng)，K值減小，則A、B點(diǎn)溫度相等且小于C點(diǎn)，則KA=KB>KC；③a.只要反應(yīng)發(fā)生就有H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍，不能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；b.CH3OH的體積分?jǐn)?shù)不再改變，說明各物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故正確；c.恒容條件下氣體的總質(zhì)量和容器的體積不變，則混合氣體的密度始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；d.CO和CH3OH的物質(zhì)的量之和保持不變，可能平衡也可能未達(dá)到化學(xué)平衡，故錯(cuò)誤。答案選b；（3）在P1壓強(qiáng)、T1°C時(shí)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率為0.5，則各反應(yīng)物的濃度分別為0.05mol/L、0.1mol/L、0.05mol/L，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=；再加入1.0molCO后重新到達(dá)平衡，增加CO的量，則CO的轉(zhuǎn)化率減小；雖然平衡正向移動(dòng)，但增加的CO的量遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)化的量，故CH3OH的體積分?jǐn)?shù)減小；（4）T1°C、1L的密閉容器內(nèi)發(fā)生上述反應(yīng)，測得某時(shí)刻各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下：CO：0.1mol ，H2 ：0.2mol CH3OH：0.2mol。此時(shí)Q= ，故平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，v正> v逆。