Question

【题目】在工业上常用CO和H2合成甲醇，反应方程式为：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H

已知：①CO（g）+O2（g）═CO2（g）△H1=akJ/mol

②H2（g）+O2（g）═H2O（g）△H2=bkJ/mol

③CH3OH（g）+O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H3=ckJ/mol

回答下列问题：

(1)△H= ______

(2)能说明反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）已达平衡状态的是___________（填字母）。

A.单位时间内生成1molCH3OH（g）的同时消耗了1molCO（g）

B.在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变

C.在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化

D.在恒温恒压的容器中，气体的平均摩尔质量不再变化

(3)在T1℃时，体积为2L的恒容容器中充人物质的量之和为3mol的H2和CO，反应达到平衡时CH3OH的体积分数（V%）与 的关系如图所示。

①当起始 =2，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.6，则0～5min内平均反应速率V(H2)=________。若此时再向容器中加入CO（g）和CH3OH（g）各0.4mol，达新平衡时H2的转化率将__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；

②当起始 =3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图象中的___________点（选填“D”、“E”或“F”）

(4)已知CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）。在密闭容器中有浓度均为0.1molL-1的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图，则压强p1 ______p2（选填“>” “<” 或“=”）；当压强为p2时，在y点：v（正） ______ v（逆）（选填“大于”、“小于”或“等于”）。若p2=3MPa，则T℃时该反应的平衡常数Kp= ______ MPa2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

Answer 1

【答案】 （a+2b-c）kJ/mol CD 0.12mol/（L．min） 增大 F < 大于 4

【解析】（1）根据盖斯定律，CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），可由①+2②-③得到，故△H=（a+2b-c）kJ/mol ；(2)能说明反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）已达平衡状态的是A.单位时间内生成1molCH3OH（g）的同时消耗了1molCO（g），两者均表示正速率，故A错误；B.在恒温恒容的容器中，反应混合物全是气体，气体的质量和体积始终保持不变，混合气体的密度保持不变，不能说明达到平衡，故B错误；C.在绝热恒容的容器中，只要平衡移动，就有热效应，反应的平衡常数不再变化，说明已达到平衡，故C正确；D.在恒温恒压的容器中，对于气体体积变化的反应，气体的平均摩尔质量不再变化，说明反应已达到平衡，故D正确；故选CD。(3)①当起始 =2，即2molH2、1molCO，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.6，则0～5min内平均反应速率V(H2)= =0.12mol/（L．min）；若此时再向容器中加入CO（g）和CH3OH（g）各0.4mol， ，平衡正向移动，达新平衡时H2的转化率将增大；②当起始 =2.0时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数最大，故当起始 =3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数比C点小，可能是图象中的F；(4)已知CO2（g）+CH4（g）2CO（g）+2H2（g）。在密闭容器中有浓度均为0.1molL-1的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图，增大压强，CH4的转化率变小，画等温线，可得，压强p1 <p2；当压强为p2时，在y点：v（正） 大于 v（逆）。若p2=3MPa，则CO2（g）、CH4（g）、CO（g）、H2（g）分压分别是3MPa/6=0.5MPa、0.5MPa、1MPa、1MPa，则T℃时该反应的平衡常数Kp= MPa2。