Question

【题目】工业上用CO生产燃料甲醇。一定温度和容积条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图1表示反应中的能量变化；图2表示一定温度下，在体积为1L的密闭容器中加入2mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。

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；没有使用催化剂时，在该温度和压强条件下反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H=_________。

（2）从反应开始到建立平衡，v(CO)=________；达到平衡时，该温度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化学平衡常数为______________。达到平衡后若保持其它条件不变，将容器体积压 缩为0.5L，则平衡___________移动 (填“正向”、“逆向”或“不”)。

（3）已知CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－193kJ/mol。又知H2O(l)= H2O(g)；ΔH＝＋44 kJ/mol，请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式____________。

Answer 1

【答案】 b -91kJ/mol 0.075mol/(L·min) 12 正向 CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-281kJ/mol

【解析】考查化学反应与能量的关系，热化学方程式的书写，盖斯定律的应用，化学平衡理论，反应速率的计算（1）根据催化剂的作用知使用催化剂，降低了反应的活化能，反应速率快；（2）根据化学平衡常数计算公式进行计算；（3）根据盖斯定律完成热化学方程式的书写。

（1）由图像分析b的活化能比a的低，说明使用了催化剂，降低了反应的活化能，反应速率快，所以曲线b表示使用了催化剂；反应热只与始态和终态有关，与反应途经无关。所以反应的反应热不变，△H =419 KJ/mol-510 KJ/mol=-91 KJ/mol；答案：b ；-91kJ/mol。

（2）根据图2分析知道：达平衡时，CO的浓度减小1.00-0.25=0.75mol/L,所以v(CO)= 0.75mol.L-1/10min=0.075mol·L-1·min-1；起始时氢气的浓度为2mol/L,是CO起始浓度的2倍，符合化学方程式中的化学计量数之比，所以平衡时CO的浓度是0.25 mol/L，氢气的浓度为0.5mol/L，甲醇的浓度是0.75 mol/L，化学平衡常数K=0.75 mol.L-1/0.25 mol.L-1×0.52mol/L=12；达到平衡后若保持其它条件不变，将容器体积压缩为0.5L，压强增大了，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡正向移动。答案：0.075mol/(L·min) 12 正向 。

（3）①CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－193kJ/mol，②H2O(l)= H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，根据盖斯定律，所求热化学方程式=①-②×2，32g的CH3OH(g)的物质的量是1mol，所以热化学方程式为CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－281kJ/mol。