Question

【題目】運用化學反應原理知識研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義．
（1）用CO可以合成甲醇．已知：
①CH3OH（g）+ O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣764.5 kJmol﹣1
②CO（g）+ O2（g）=CO2（g）△H=﹣283.0 kJmol﹣1
③H2（g）+ O2（g）=H2O（l）△H=﹣285.8 kJmol﹣1
則CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=kJmol﹣1
下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應的反應速率的是（填寫序號）．
a．使用高效催化劑 b．降低反應溫度
c．增大體系壓強 d．不斷將CH3OH從反應混合物中分離出來
（2）在一定壓強下，容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2 ， 在催化劑作用下反應生成甲醇，平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖1所示．

①p1p2（填“大于”、“小于”或“等于”）；
②100℃時，該反應的化學平衡常數K=；
③100℃時，達到平衡后，保持壓強P1不變的情況下，向容器中通入CO、H2號 CH3OH各0.5amol，則平衡（填“向右”、“向左”或“不”移動）
④在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a molH2 ， 達到新平衡時，CO的轉化率（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）在容積均為1L的密閉容器（a、b、c、d、e）中，分別充入1molCO和2molH2等量混合氣體，在不同的溫度下（溫度分別為T1、T2、T3、T4、T5），經相同的時間，在t時刻，測得容器甲醇的體積分數如圖所示．在T1﹣T2及T4﹣T5兩個溫度區間，容器內甲醇的體積分數的變化趨勢如圖2所示，其原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）﹣90.1；a、c
（2）小于；；向左；增大
（3）T1﹣T2區間，化學反應未達到平衡狀態，溫度越高，化學反應速率越快，所以甲醇的體積分數隨著溫度的升高而提高．T3﹣T4區間，化學反應已達到平衡狀態，由于正反應為放熱反應，溫度升高平衡向逆反應方向移動，所以甲醇的體積分數減少
【解析】解：（1）①CH3OH（g）+ O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣764.5kJmol﹣1②CO（g）+ O2（g）═CO2（g）△H=﹣283.0kJmol﹣1
③H2（g）+ O2（g）═H2O（l）△H=﹣285.8kJmol﹣1 ，
依據蓋斯定律②+③×2﹣①得：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H，則△H=△H2+2△H3﹣△H1=﹣90.1KJ/mol；
反應為氣體體積減小的放熱反應，能夠增大上述合成甲醇反應的反應速率的是，
a．使用高效催化劑，降低反應的活化能，可以加快反應速率，故a正確；
b．降低反應溫度減慢反應速率，故b錯誤；
c．增大體系壓強反應速率增大，故c正確；
d．不斷將CH3OH從反應混合物中分離出來，生成物難度減小，反應速率減小，故d錯誤；
故選ac，
所以答案是：﹣90.1； a、c；（2）①由圖1可知，溫度相同時，在壓強為P2時平衡時CO的轉化率高，由反應CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）可知壓強越大，
越有利于平衡向正反應進行，故壓強P1＜P2 ，
所以答案是：小于；
②由于平衡常數與壓強沒有關系，所以根據圖像可知，在100℃P1時，CO的轉化率是0.5，則

	CO（g）+	2H2（g）	=	CH3OH（g）
起始濃度（mol/L）				0
轉化濃度（mol/L）
平衡濃度（mol/L）

所以平衡常數K= = ，
所以答案是： ；③在其它條件不變的情況下，向容器中通入CO、H2、CH3OH各0.5amol，等效減小氫氣的濃度，平衡向逆反應移動，
所以答案是：向左；④在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a molH2 ， 相當于壓強增大，平衡正向進行達到新平衡時，CO的轉化率增大，
所以答案是：增大；（3）反應進行到t時刻時，a、b沒有達到平衡狀態，c、d、e達到平衡狀態，故T1﹣T2區間，化學反應未達到平衡狀態，溫度越高，化學反應速率越快，所以甲醇的體積分數隨著溫度的升高而提高．T3﹣T4區間，化學反應已達到平衡狀態，由于正反應為放熱反應，溫度升高平衡向逆反應方向移動，所以甲醇的體積分數減少，
所以答案是：T1﹣T2區間，化學反應未達到平衡狀態，溫度越高，化學反應速率越快，所以甲醇的體積分數隨著溫度的升高而提高．T3﹣T4區間，化學反應已達到平衡狀態，由于正反應為放熱反應，溫度升高平衡向逆反應方向移動，所以甲醇的體積分數減少；
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解反應熱和焓變的相關知識，掌握在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱，以及對化學平衡的計算的理解，了解反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．