题目内容
【题目】H2是一种重要的清洁能源。
（1）已知：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJmol-1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJmol-1
H2还原 CO反应合成甲醇的热化学方程式为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1，则ΔH1＝___kJmol-1，该反应自发进行的条件为___
A．高温 B．低温 C．任何温度条件下
（2）恒温恒压下，在容积可变的密闭容器中加入 1molCO和2.2mol H2，发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，实验测得平衡时CO的转化率随温度、压强的变化如图所示。则P1__P2，判断的理由是_____。
（3）若反应 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在温度不变且体积恒定为1的密闭容器中发生，反应过程中各物质的物质的量随时间变化如表所示：
时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 |
H2 | 4 | 2 | ||
CO | 2 | 1 | ||
CH3OH(g) | 0 | 0.7 |
①下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是____(填字母)；
A．容器内压强保持不变 B．2v正
C．混合气体的相对分子质量保持不变 D．混合气体的密度保持不变
②若起始压强为P0 kPa，则在该温度下反应的平衡常数Kp=___(kPa)-2（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。
③反应速率若用单位时间内分压的变化表示，则10min内H2的反应速率v(H2)=___kPamin-1。
【答案】-90.1 B > 正反应为气体分子数减小的反应，加压平衡右移，CO的转化率增大，由图知相同温度时P1下CO的转化率大于P2 AC 9/p02 P0/30
【解析】
（1）根据盖斯定律由已知：①CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJmol-1；②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJmol-1，①+②得：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=(-49.0kJmol-1)+( -41.1kJmol-1)= -90.1 kJmol-1,所以此反应为放热反应，该反应低温的条件能自发进行，故B正确；答案： -90.1； B；
（2）反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 的正反应是气体体积减小的反应，在其它条件不变时，增大压强，化学平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，根据图示可知的CO转化率P1>P2，所以压强：P1>P2。答案：>;正反应为气体分子数减小的反应，加压平衡右移，CO的转化率增大，由图知相同温度时P1下CO的转化率大于P2 ；
（3）①A．因为反应 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是两边计量数不等的反应，在温度不变且体积恒定为1的密闭容器中，若容器内压强保持不变 ，说明反应达到平衡了，故A能为判断该反应达到平衡标志，故A正确；
B．当v正(H2)=2v逆(CH3OH) 时，才能证明反应达到平衡状态了，所以B不能为判断该反应达到平衡标志，故B错误；
C．混合气体的相对分子质量数值上等于平均摩尔质量，就等于总质量除以总物质的量，因为各物质都是气体，所以总质量不变，化学反应两边计量数不等，所以当平均摩尔质量保持不变，说明反应达到了平衡状态，故C正确；
D．混合气体的密度ρ=m/V,因为m和V保持不变，所以ρ不变，因此密度不变，不能为判断该反应达到平衡标志，故D错误；
所以本题答案：AC。
根据反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)及表中的数据可知10min时，达到平衡，其各物质的量为别为：
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
初始量 2 4 0
变化量 1 2 1
平衡量 1 2 1
根据阿伏伽德罗定律：若起始压强为P0 kPa，则平衡压强为2/3P0，所以平衡常数Kp=
= (2/3P0×1/4)/[2/3P0×1/4×(2/3P0×1/2)2]= 9/p02,答案：9/p02。
③根据图表可知氢气初始压强为2/3P0，10min内平衡压强为1/3P0，则H2的反应速率v(H2)= 1/3P0÷10min =1/30 P0kPamin-1,所以本题答案：P0/30。
