Question

【题目】运用化学反应原理知识研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意义．
（1）用CO可以合成甲醇．已知：
①CH3OH（g）+ O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣764.5 kJmol﹣1
②CO（g）+ O2（g）=CO2（g）△H=﹣283.0 kJmol﹣1
③H2（g）+ O2（g）=H2O（l）△H=﹣285.8 kJmol﹣1
则CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=kJmol﹣1
下列措施中能够增大上述合成甲醇反应的反应速率的是（填写序号）．
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
（2）在一定压强下，容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2 ， 在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示．

①p1p2（填“大于”、“小于”或“等于”）；
②100℃时，该反应的化学平衡常数K=；
③100℃时，达到平衡后，保持压强P1不变的情况下，向容器中通入CO、H2号 CH3OH各0.5amol，则平衡（填“向右”、“向左”或“不”移动）
④在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a molH2 ， 达到新平衡时，CO的转化率（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）在容积均为1L的密闭容器（a、b、c、d、e）中，分别充入1molCO和2molH2等量混合气体，在不同的温度下（温度分别为T1、T2、T3、T4、T5），经相同的时间，在t时刻，测得容器甲醇的体积分数如图所示．在T1﹣T2及T4﹣T5两个温度区间，容器内甲醇的体积分数的变化趋势如图2所示，其原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）﹣90.1；a、c
（2）小于；；向左；增大
（3）T1﹣T2区间，化学反应未达到平衡状态，温度越高，化学反应速率越快，所以甲醇的体积分数随着温度的升高而提高．T3﹣T4区间，化学反应已达到平衡状态，由于正反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，所以甲醇的体积分数减少
【解析】解：（1）①CH3OH（g）+ O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣764.5kJmol﹣1②CO（g）+ O2（g）═CO2（g）△H=﹣283.0kJmol﹣1
③H2（g）+ O2（g）═H2O（l）△H=﹣285.8kJmol﹣1 ，
依据盖斯定律②+③×2﹣①得：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H，则△H=△H2+2△H3﹣△H1=﹣90.1KJ/mol；
反应为气体体积减小的放热反应，能够增大上述合成甲醇反应的反应速率的是，
a．使用高效催化剂，降低反应的活化能，可以加快反应速率，故a正确；
b．降低反应温度减慢反应速率，故b错误；
c．增大体系压强反应速率增大，故c正确；
d．不断将CH3OH从反应混合物中分离出来，生成物难度减小，反应速率减小，故d错误；
故选ac，
所以答案是：﹣90.1； a、c；（2）①由图1可知，温度相同时，在压强为P2时平衡时CO的转化率高，由反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）可知压强越大，
越有利于平衡向正反应进行，故压强P1＜P2 ，
所以答案是：小于；
②由于平衡常数与压强没有关系，所以根据图像可知，在100℃P1时，CO的转化率是0.5，则

	CO（g）+	2H2（g）	=	CH3OH（g）
起始浓度（mol/L）				0
转化浓度（mol/L）
平衡浓度（mol/L）

所以平衡常数K= = ，
所以答案是： ；③在其它条件不变的情况下，向容器中通入CO、H2、CH3OH各0.5amol，等效减小氢气的浓度，平衡向逆反应移动，
所以答案是：向左；④在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a molH2 ， 相当于压强增大，平衡正向进行达到新平衡时，CO的转化率增大，
所以答案是：增大；（3）反应进行到t时刻时，a、b没有达到平衡状态，c、d、e达到平衡状态，故T1﹣T2区间，化学反应未达到平衡状态，温度越高，化学反应速率越快，所以甲醇的体积分数随着温度的升高而提高．T3﹣T4区间，化学反应已达到平衡状态，由于正反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，所以甲醇的体积分数减少，
所以答案是：T1﹣T2区间，化学反应未达到平衡状态，温度越高，化学反应速率越快，所以甲醇的体积分数随着温度的升高而提高．T3﹣T4区间，化学反应已达到平衡状态，由于正反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，所以甲醇的体积分数减少；
【考点精析】解答此题的关键在于理解反应热和焓变的相关知识，掌握在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热，以及对化学平衡的计算的理解，了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．