Question

【题目】节能减排已经成为全社会的共识，浙江省在原先推行乙醇汽油的基础上，开始试点甲醇汽油(即在汽油中添加一定量的甲醇)，根据检测的数据分析认为，若宁波全市的140余万辆机动车全部使用甲醇汽油，一年内能减少有害气体(一氧化碳)排放量将近100万吨。常利用煤气化过程中生成的CO和H2来制备甲醇:CO+2H2CH3OH。请根据图示回答下列问题:

图1　　　　　　　　　 图2

（1）关于该反应的下列说法中，正确的是____(填字母)。

A.ΔH>0，ΔS>0　　　　　B.ΔH>0，ΔS<0

C.ΔH<0，ΔS<0　　　　　D.ΔH<0，ΔS>0

（2）现进行如下实验:在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO和3 mol H2，测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示。从反应开始到反应达到平衡，CO的平均反应速率v(CO)=_____，该反应的平衡常数K=______。

（3）恒容条件下，达到平衡后，下列措施中能使n (CH3OH)/n(CO)增大的有______。

A.升高温度　　　　　　　　　　　　 B.充入气体He

C.再充入1 mol CO和3 mol H2 　　　 D.使用催化剂

（4）若在一体积可变的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2和1 mol CH3OH，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍(此过程三种物质均处于气态)，则平衡时混合气体的平均摩尔质量为_____________g/mol。

（5）根据图2，写出此反应的热化学方程式:________________。

Answer 1

【答案】 C 0.075 mol/(L·min) C 25.6 CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=-91 kJ/mol

【解析】试题分析：（1）根据图2，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，△H<0，气体的物质的量减少，熵减小，△S<0，故选C。

（2）CO的平均反应速率v(CO)＝=0.075mol/(Lmin)。

根据反应方程式：CO + 2H2CH3OH

起始（mol/L） 1 3 0

反应 0.75 1.5 0.75

平衡 0.25 1.5 0.75

反应的平衡常数K＝=，故填：0.075mol/(Lmin)；

（3）因该反应为放热反应，升高温度平衡将向逆反应方向移动，将减小，A错误；恒容条件下，充入He气，平衡不移动，将保持不变，B错误；再充入1molCO和3mol H2相当于增大了压强，平衡将向正反应方向移动，将增大，C正确；使用催化剂，平衡不移动，仍将保持不变，D错误，故选C；

（4）根据达到平衡时测的混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，可知平衡时混合气体的体积减小，平衡向右移动，且平衡前与平衡后气体的体积比为1.6:1，即物质的量为1.6:1。

CO + 2H2CH3OH

起始（mol） 1 2 1

反应 x 2x x

平衡 1—x 2—2x 1+x

有=，解得：x=0.75mol，平衡时混合气体的平均摩尔质量＝=25.6g/mol。故填：25.6

（5）由图2可得：1 mol CO与2 mol H2反应生成1 mol CH3OH气体的反应为放热反应，且反应热为：419—510=-91KJ/mol；即该反应的热化学方程式为：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，△H=-91KJ/mol，故填：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，△H=-91KJ/mol。