Question

【题目】低碳经济是指在可持续发展理念指导下，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。下列是有关碳元素的相关转化，回答下列问题：

（1）已知甲醇是一种清洁燃料，制备甲醇是煤液化的重要方向。若已知H2(g)、CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为H＝－285.8kJ/mol、△H＝－283.0kJ/mol、△H＝－726.5kJ/mol，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(l) △H＝________ kJ/mol。

（2）一定温度下，一定可以提高甲醇合成速率的措施有（______）

a.增大起始通入值

b.恒温恒容，再通入氦气

c.使用新型的高效正催化剂

d.将产生的甲醇及时移走

e.压缩体积，増大压强

（3）在恒温恒容条件下，下列说法可以判定反应CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)已经达到平衡状态的是（______）

a.体系中碳氢单键数目不再改变

b.体系中n(CO)：n(H2)不再改变

c.体系中压强或者平均摩尔质量不再改变

d.单位时间内消耗氢气和CH3OH的物质的量相等

（4）在恒压的容器中，曲线X、Y、Z分别表示在T1°C、T2°C和T3°C三种温度下合成甲醇气体的过程。控制不同的原料投料比，CO的平衝转化率如图所示：

①温度T1°C、T2°C和T3°C由高到低的順序为：_________________；

②若温度为T3°C时，体系压强保持50aMPa，起始反应物投料比n(H2)/n(CO)＝1.5，则平衡时CO和CH3OH的分压之比为__________，该反应的压强平衡常数Kp的计算式为__________。(Kp生成物分压幂的乘积与反应物分压幂的乘积的比值，某物质的分压等于总压强×该物质的物质的量分数)。

Answer 1

【答案】-128.1 CE AC T3>T2>T1 1：1

【解析】

(1)三种物质燃烧的热化学方程式为：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H＝－285.8kJ/mol ①

CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H＝－283.0kJ/mol ②

CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H＝－726.5kJ/mol ③

则①×2+②-③得：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(l) △H＝-128.1kJ/mol。

答案为-128.1

(2) a.增大起始通入值，不一定能增大反应物浓度，反应速率不一定加快；

b.恒温恒容，再通入氦气，反应物和生成物的浓度都未变，速率不变；

c.使用新型的高效正催化剂，可加快反应速率；

d.将产生的甲醇及时移走，能增大反应物的转化率，但不能加快反应速率；

e.压缩体积，増大压强，可加快反应速率。

故答案为CE。

(3) a.体系中碳氢单键数目不再改变，说明甲醇的量不再改变，反应达平衡状态；

b.若起始投入量之比等于化学计量数之比，则体系中n(CO)：n(H2)始终不变，不一定达平衡状态；

c.因反应前后气体分子数不等，所以体系中压强或者平均摩尔质量不再改变，说明反应达平衡状态；

d.单位时间内消耗氢气和CH3OH的物质的量不可能相等，错误。

故答案为AC。

(4) ①因为正反应为放热反应，所以温度越高，反应物的转化率越小。从图中可以看出，相同投料比时，CO的转化率Z<Y<X ，所以T3>T2>T1。答案为T3>T2>T1。

②起始反应物投料比n(H2)/n(CO)＝1.5，可设n(H2)=3mol，n(CO)=2mol，

2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)

起始量 3mol 2mol 0

变化量 2mol 1mol 1mol

平衡量 1mol 1mol 1mol

则平衡时CO和CH3OH的分压之比为1：1。答案为1：1；

答案为。