题目内容

工业上用CO生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:
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CO(g)+2H2(g) CH3OH(g).
(1)图甲是反应时CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间的变化情况.从反应开始到平衡,用CO浓度变化表示的平均反应速率v(CO)=
 
(2)适宜的催化剂能
 
(选填序号).
a.改变反应的热效应   b.降低生产能耗
c.加快反应速率       d.提高反应物的转化率
(3)在2L密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),若T℃时,加入2mol CH3OH,反应达到平衡后,生成CO1 mol,此时向容器中同时加入2molCH3OH和4 mol的H2混合气体(保持温度不变),则平衡将
 
(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动.
(4)恒容条件下,下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO)增大的有
 
(选填序号).
     a.升高温度           b.使用催化剂         c.再充入2molH2 d.再充入1molCO.
分析:(1)根据v=
△c
△t
计算反应速率;
(2)根据催化剂只能改变反应的途径,不能改变反应的反应热分析;
(3)若T℃时,加入2mol CH3OH,反应达到平衡后,生成CO1 mol,先求出K,再计算同时加入2molCH3OH和4 mol的H2混合气体时的浓度商,与K比较;
(4)使 
n(CH3OH)
n(CO)
增大,化学平衡应正向移动.
解答:解:(1)由图可知,CO浓度变化量为1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L,△t=10min,则v(CO)=
0.75mol/L
10min
=0.075mol/(L?min),
故答案为:0.075mol/(L?min);
(2)该反应使用催化剂,能改变反应的途径降低反应所需的活化能,所以降低生产能耗,而不能改变反应热,
故答案为:bc;
(3)若T℃时,加入2mol CH3OH,反应达到平衡后,生成CO1 mol,
              CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
初始量(mol):0      0          2
变化量(mol):1      2          1
平衡量(mol):1      2          1
平衡时c(CO)=0.5mol/L,c(H2)=1mol/L,c(CH3OH)=0.5mol/L,所以K=
c(CH3OH)
c(CO)?c(H2)
=
0.5
0.5×12
=1;
此时向容器中同时加入2molCH3OH和4 mol的H2混合气体,则容器内各物质的浓度为:c(CO)=0.5mol/L,c(H2)=3mol/L,c(CH3OH)=1.5mol/L
Qc=
1.5
0.5×32
=
1
3
<K,反应未达到平衡状态,则平衡向正反应方向移动,
故答案为:向正反应方向;
(4)使
n(CH3OH)
n(CO)
增大,化学平衡应正向移动,但升高温度时化学平衡逆向移动,恒容条件下充入He气化学平衡不移动,使用催化剂化学平衡不移动,在恒容条件下再充入1molCO和2molH2,压强增大,化学平衡正向移动,符合题意,故c正确,故答案为:c.
点评:本题考查化学反应速率、化学平衡及能量变化,学生应注意图象的利用来分析解决问题,图象中的信息是解答本题的关键.
练习册系列答案
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请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线
b
b
(填:a或b)表示使用了催化剂;该反应属于
放热
放热
(填:吸热、放热)反应.
(2)下列说法正确的是
AC
AC

A.起始充入的CO为2mol
B.增加CO浓度,CO的转化率增大
C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态
D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1molCO和2molH2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小
(3)从反应开始到建立平衡,v(H2)=
0.15mol?L-1?min-1
0.15mol?L-1?min-1
;该温度下CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的化学平衡常数为
12
12
.若保持其它条件不变,将反应体系升温,则该反应化学平衡常数
减小
减小
(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1<P2).
(5)已知CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-192.9kJ/mol
又知H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式
CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-280.9kJ/mol
CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-280.9kJ/mol
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请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线
 
(填:a或b)表示使用了催化剂;该反应属于
 
(填:吸热、放热)反应.
(2)下列说法正确的是
 

A.起始充入的CO为1mol
B.增加CO浓度,CO的转化率增大
C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态
D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1mol CO和2mol H2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减小
(3)从反应开始到建立平衡,v(H2)=
 
;该温度下CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的化学平衡常数为
 
.若保持其它条件不变,将反应体系升温,则该反应化学平衡常数
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1<P2).
(5)已知CH3OH(g)+
32
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