Question

【题目】甲醇可以补充和部分替代石油燃料，缓解能源紧张。利用CO可以合成甲醇。

（1）已知：CO(g)+O(g)=CO2(g) △H1=－283.0kJ·mol－1

H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H2=－285.8kJ·mol－1

CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H3=－764.5kJ·mol－1

则CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) △H=__________kJ·mol－1

（2）甲图是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化情况。从反应开始到达平衡，用H2表示平均反应速率v(H2)=____________________。

（3）一定条件下，在容积为VL的密闭容器中充入amolCO与2amolH2合成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如乙图所示。

①P1__________P2（填“＞”、“＜”或“=”）

②该甲醇合成反应在A点的平衡常数K=__________（用a和V表示）

③下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是__________。（填写相应字母）

A．使用高效催化剂B．降低反应温度

C．增大体系压强D．不断将CH3OH从反应混合物中分离出来

E．向体系中再充入amolCO与2amolH2

Answer 1

【答案】（1）－90.1

（2）0.15mol/(L·min)

（3）①＜②③CE

【解析】

试题分析：（1）根据盖斯定律，一式＋二式×2-三式得-283-285.8×2＋764.5=－90.1kgmol－1，则CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)△H=－90.1kgmol－1；

（2）根据甲图可知，10min时甲醇的浓度增加了0.75mol/L，则氢气反应掉的浓度为1.5mol/L，则用H2表示平均反应速率v(H2)=1.5mol÷10min=0.15mol/(L·min)。

（3）①根据化学反应CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)，甲醇的合成反应是分子数减少的反应，相同温度下，增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，所以P1＜P2；

②在A点CO的转化率为0.75，根据三段式

CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)

起始 a 2a 0

变化 0.75a 1.5a 0.75a

平衡 0.25a 0.5a 0.75a 则K=(0.75a÷V)/(0.5a÷V)2×(0.25a÷V)=(mol·L－1)－2。

③A.使用高效催化剂只能加快化学反应速率，不能改变平衡，CO的转化率不变，不符；B.降低反应温度，化学反应速率降低，平衡右移，CO的转化率增大，不符；C.增大体系压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，化学反应速率加快，符合；D.不断将CH30H从反应混合物中分离出来，化学反应速率减慢，不符；E. 向体系中再充入a mol CO与2a mol H2，相当于增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，化学反应速率加快，符合；答案选CE。