Question

（2009?南京二模）工業上可利用合成氣（CO和H2的混合氣體）生產甲醇（如反應④）．已知：
①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
③CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=2H₂O（l）+CO₂（g）△H=-761.7kJ/mol
④CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）
（1）反應④的△H=

＜

，△S

＜

（填“＞”“＜”或“=”）．
（2）在一定條件下，反應④在一密閉容器中達到平衡．維持H2濃度和容器的溫度不變，增大容器的體積，平衡將

B

（填字母）．
A．向正反應方向移動          B．向逆反應方向移動
C．不移動                    D．無法判斷
（3）工業上用反應④低壓合成甲醇，在230℃～270℃最為有利．為研究合成氣最合適的起始組成比，分別在230℃、250℃和270℃進行實驗，結果如圖．230℃的實驗結果所對應的曲線是

X

（填字母）；工業生產適宜采用的合成氣組成比n（H₂）：n（CO）的范圍應是

B

．（填字母） 
A．1：1～1.5：1    B．2.2：1～3：1    C．3.5：1～4.5：1
（4）原料氣中含有少量CO₂對CO合成甲醇的轉化率有一定影響．科學家為研究這一影響，在同一容器中分別進行以下5組實驗．

組別	原料氣中各組分的體積分數
	CO	CO2	H2	N2
第1組	19.7	0.0	59.1	21.2
第2組	20.7	0.3	62.1	16.9
第3組	16.9	1.3	50.7	31.1
第4組	19.8	5.5	59.4	15.3
第5組	20.3	10.9	60.9	7.9

表中5組實驗中，控制不變的實驗條件是壓強、催化劑、

溫度

、

CO和H₂的體積分數之比

等．

Answer 1

分析：（1）反應④CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g），反應前后氣體體積減少的反應，熵變減少小于0；根據蓋斯定律，利用題干所給的熱化學方程式得到④反應的熱化學方程式減小方向判斷；
（2）依據反應前后氣體體積的變化，結合影響化學平衡的因素分析判斷，增大體積壓強減小，平衡向氣體體積增大的方向移動；
（3）依據反應是放熱反應，溫度越高，反應物轉化率越小；反應的配比依據合成氨的工業制備類推；
（4）依據表中數據分析，投料時各氣體體積分數之和為1，一氧化碳和氫氣體積比始終為1：3，隨二氧化碳體積增多，一氧化碳和氫氣的體積分數基本不變，所以利用氮氣調節混合氣體的條件分數，保持壓強不變，溫度不變；

解答：解：（1）反應④CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g），反應前后氣體體積減少的反應，熵變減少小于0；根據蓋斯定律得到：
①+2×②-③：④的熱化學方程式為：
CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-92.9KJ/mol
故答案為：△H＜0；△S＜0；
（2）在一定條件下，反應④在一密閉容器中達到平衡．維持H₂濃度和容器的溫度不變，增大容器的體積，壓強減小，平衡逆向進行，故答案為：B．
（3）工業上用反應④低壓合成甲醇，在230℃～270℃最為有利．為研究合成氣最合適的起始組成比，分別在230℃、250℃和270℃進行實驗，結果如圖．合成甲醇是放熱反應，溫度越低轉化率越大，結合圖象可知，230℃的實驗結果所對應的曲線是 X，；工業生產適宜采用的合成氣組成比n（H₂）：n（CO）的范圍應反應中 一氧化碳的轉化率大，提高氫氣的量會提高一氧化碳的轉化率，所以n（H₂）：n（CO）＞2：1，選項中氫氣量過量多小號原料，故選B．
故答案為：X，B；
（4）表中5組實驗中，根據數據分析判斷，控制不變的實驗條件是壓強、催化劑、溫度、CO和H₂的體積分數之比等，故D答案為：溫度、CO和H₂的體積分數之比；

點評：本題考查了化學反應熱的計算應用，熱化學方程式的書寫，蓋斯定律的應用，化學平衡的進行方向，數據分析方法，題目難度較大．