题目内容
工业上通常在恒容密闭容器中采用CO（g）和H2（g）反应催化合成甲醇CH3OH（g）：
（1）已知：①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ?mol-1
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-398.0kJ?mol-1
③2CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1104.0kJ?mol-1
则CO（g）与H2（g）合成CH3OH（g）的热化学方程式是 ；
（2）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同） ；
A．混合气体的密度不变
B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．CH3OH（g）、CO（g）、H2（g）的浓度都不再发生变化
D．生成CH3OH（g）的速率与消耗CO（g）的速率相等
（3）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）；
某温度下，将2mol CO（g）和6mol H2（g）充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c（CO）=0.5mol/L，则CO（g）的转化率为 ，此时的温度为 ；
（4）要提高CO（g）的转化率，可以采取的措施是 ；
A．升高温度 B．加入催化剂 C．增加CO（g）的浓度 D．加入H2（g）加压 E．分离出甲醇 F．加入惰性气体加压
（5）一定条件下，在容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
下列说法正确的是 ；
A.2c1＞c3 B．a+b=129 C.2p2＜p3 D．α1+α3＜1．
（1）已知：①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ?mol-1
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-398.0kJ?mol-1
③2CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1104.0kJ?mol-1
则CO（g）与H2（g）合成CH3OH（g）的热化学方程式是
（2）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）
A．混合气体的密度不变
B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．CH3OH（g）、CO（g）、H2（g）的浓度都不再发生变化
D．生成CH3OH（g）的速率与消耗CO（g）的速率相等
（3）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）；
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.250 | 0.012 |
（4）要提高CO（g）的转化率，可以采取的措施是
A．升高温度 B．加入催化剂 C．增加CO（g）的浓度 D．加入H2（g）加压 E．分离出甲醇 F．加入惰性气体加压
（5）一定条件下，在容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
| 容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
| 反应物投入量 | 1mol CO 2mol H2 | 1mol CH3OH | 2mol CH3OH | |
| 平衡数据 | CH3OH的浓度（mol/L） | c 1 | c 2 | c 3 |
| 反应的能量变化的绝对值（kJ） | a | b | c | |
| 体系压强（Pa） | P1 | P2 | P3 | |
| 反应物转化率 | α1 | α2 | α3 | |
A.2c1＞c3 B．a+b=129 C.2p2＜p3 D．α1+α3＜1．
考点：热化学方程式,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断,等效平衡,化学平衡的计算
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）依据热化学方程式 和盖斯定律计算所需热化学方程式；
（2）根据化学平衡状态的特征：逆、定、动、变、等来回答判断；
（3）依据化学平衡三段式列式计算CO转化的浓度，求出转化率；求出平衡浓度，结合平衡常数概念计算平衡常数，与表中数据比较的到所需温度；
（4）要提高CO（g）的转化率，则平衡需向正方向移动，根据影响平衡的因素分析；
（5）A、甲、丙相比较，把甲等效为开始加入1molCH3OH，丙中甲醇的物质的量为甲的2倍，压强增大，对于反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），平衡向生成甲醇的方向移动；
B、由题目可知生成1molCH3OH的能量变化129kJ，甲、乙平衡状态相同，令平衡时甲醇为nmol，计算反应热数值，据此判断；
C、比较乙、丙可知，丙中甲醇的物质的量为乙的2倍，压强增大，对于反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），平衡向生成甲醇的方向移动；
D、甲、乙处于相同的平衡状态，则α1+α2=1，由C的分析可知α2＞α3，据此判断．
（2）根据化学平衡状态的特征：逆、定、动、变、等来回答判断；
（3）依据化学平衡三段式列式计算CO转化的浓度，求出转化率；求出平衡浓度，结合平衡常数概念计算平衡常数，与表中数据比较的到所需温度；
（4）要提高CO（g）的转化率，则平衡需向正方向移动，根据影响平衡的因素分析；
（5）A、甲、丙相比较，把甲等效为开始加入1molCH3OH，丙中甲醇的物质的量为甲的2倍，压强增大，对于反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），平衡向生成甲醇的方向移动；
B、由题目可知生成1molCH3OH的能量变化129kJ，甲、乙平衡状态相同，令平衡时甲醇为nmol，计算反应热数值，据此判断；
C、比较乙、丙可知，丙中甲醇的物质的量为乙的2倍，压强增大，对于反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），平衡向生成甲醇的方向移动；
D、甲、乙处于相同的平衡状态，则α1+α2=1，由C的分析可知α2＞α3，据此判断．
解答：
解：（1）已知①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ?mol-1，
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-398.0kJ?mol-1，
③2CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1104.0kJ?mol-1，
根据盖斯定律：①×
+②-③×
得：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；△H=-129.0 kJ?mol-1；
故答案为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；△H=-129.0 kJ?mol-1；
（2）A．反应容器的体积不变，质量守恒，所以混合气体的密度始终不变，不能判断平衡状态，故A错误；
B．反应后气体的物质的量减少，气体的质量不变，所以混合气体的平均相对分子质量逐渐减小，当混合气体的平均相对分子质量保持不变即是平衡状态，故B正确；
C．CH3OH（g）、CO（g）、H2（g）的浓度都不再发生变化，即是平衡状态，故C正确；
D．生成CH3OH（g）为正速率，消耗CO（g）的也为正速率，均为正速率，二者相等，不能说明达到平衡状态，故D错误；
故答案为：BC；
（3）某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（CO）=0.5mol?L-1，
CO（g）+2H2（g）?CH3 OH（g）
起始量（mol/L） 1 3 0
变化量（mol/L） 0.5 1 0.5
平衡量（mol/L） 0.5 2 0.5
则CO（g）的转化率为：
×100%=50%；
平衡常数K=
=
=0.25；
对比图表可知，反应是在300℃达到的平衡，
故答案为：50%；300℃；
（4）A．已知该反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，CO的转化率减小，故A错误；
B．加入催化剂，平衡不移动，则CO的转化率不变，故B错误；
C．增加CO（g）的浓度，CO的转化率减小，故C错误；
D．加入H2（g）加压，平衡正移，CO的转化率增大，故D正确；
E．分离出甲醇，则平衡正移，CO的转化率增大，故E正确；
F．加入惰性气体加压，由于容器的体积不变，各反应物的浓度不变，平衡不移动，CO的转化率不变，故F错误；
故答案为：DE；
（5）A、甲、丙相比较，把甲等效为开始加入1molCH3OH，丙中甲醇的物质的量为甲的2倍，压强增大，对于反应CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），平衡向生成甲醇的方向移动，故2c1＜c3，故A错误；
B、由题目可知生成1molCH3OH的能量变化129kJ，甲、乙平衡状态相同，令平衡时甲醇为nmol，对于甲容器，a=129n，对于乙容器b=129（1-n），故a+b=129，故B正确；
C、比较乙、丙可知，丙中甲醇的物质的量为乙的2倍，压强增大，对于反应CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），平衡向生成甲醇的方向移动，故2p2＞p3，故C错误；
D、甲、乙处于相同的平衡状态，则α1+α2=1，由C的分析可知α2＞α3，所以a1+a3＜1，故D正确；
故答案为：BD．
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-398.0kJ?mol-1，
③2CH3OH（g）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1104.0kJ?mol-1，
根据盖斯定律：①×
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
故答案为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；△H=-129.0 kJ?mol-1；
（2）A．反应容器的体积不变，质量守恒，所以混合气体的密度始终不变，不能判断平衡状态，故A错误；
B．反应后气体的物质的量减少，气体的质量不变，所以混合气体的平均相对分子质量逐渐减小，当混合气体的平均相对分子质量保持不变即是平衡状态，故B正确；
C．CH3OH（g）、CO（g）、H2（g）的浓度都不再发生变化，即是平衡状态，故C正确；
D．生成CH3OH（g）为正速率，消耗CO（g）的也为正速率，均为正速率，二者相等，不能说明达到平衡状态，故D错误；
故答案为：BC；
（3）某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（CO）=0.5mol?L-1，
CO（g）+2H2（g）?CH3 OH（g）
起始量（mol/L） 1 3 0
变化量（mol/L） 0.5 1 0.5
平衡量（mol/L） 0.5 2 0.5
则CO（g）的转化率为：
| 0.5 |
| 1 |
平衡常数K=
| c(CH3OH) |
| c(CO)c2(H2) |
| 0.5 |
| 0.5×22 |
对比图表可知，反应是在300℃达到的平衡，
故答案为：50%；300℃；
（4）A．已知该反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，CO的转化率减小，故A错误；
B．加入催化剂，平衡不移动，则CO的转化率不变，故B错误；
C．增加CO（g）的浓度，CO的转化率减小，故C错误；
D．加入H2（g）加压，平衡正移，CO的转化率增大，故D正确；
E．分离出甲醇，则平衡正移，CO的转化率增大，故E正确；
F．加入惰性气体加压，由于容器的体积不变，各反应物的浓度不变，平衡不移动，CO的转化率不变，故F错误；
故答案为：DE；
（5）A、甲、丙相比较，把甲等效为开始加入1molCH3OH，丙中甲醇的物质的量为甲的2倍，压强增大，对于反应CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），平衡向生成甲醇的方向移动，故2c1＜c3，故A错误；
B、由题目可知生成1molCH3OH的能量变化129kJ，甲、乙平衡状态相同，令平衡时甲醇为nmol，对于甲容器，a=129n，对于乙容器b=129（1-n），故a+b=129，故B正确；
C、比较乙、丙可知，丙中甲醇的物质的量为乙的2倍，压强增大，对于反应CH3OH（g）?CO（g）+2H2（g），平衡向生成甲醇的方向移动，故2p2＞p3，故C错误；
D、甲、乙处于相同的平衡状态，则α1+α2=1，由C的分析可知α2＞α3，所以a1+a3＜1，故D正确；
故答案为：BD．
点评：本题考查较为综合，涉及盖斯定律的应用、化学平衡的计算、平衡状态的判断、平衡常数的计算与运用以及等效平衡问题，难度较大，注意理解等效平衡问题．
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合成氨反应过程中的能量变化如图所示，据图回答下列问题：
对于反应4A+B=2C，下列说法正确的是（ ）
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