Question

【题目】近年来甲醇用途日益广泛，越来越引起商家的关注，工业上甲醇的合成途径多种多样。现在实验室中模拟甲醇合成反应，在2 L密闭容器内，400 ℃时发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，体系中甲醇的物质的量n(CH3OH)随时间的变化如表：

时间(s)	0	1	2	3	5
n(CH3OH) (mol)	0	0.009	0.012	0.013	0.013

（1）下图中表示CH3OH的浓度变化的曲线是_________（填字母）。

（2）用H2表示从0~2s内该反应的平均速率v(H2) ＝__________。随着反应的进行，该反应的速率在逐渐减慢的原因是 _____________。

（3）能说明该反应已达到平衡状态的是________。

a．容器内CO与CH3OH的浓度相等 b．v逆(CO) ＝ v正(H2)

c．容器内气体的密度保持不变 d．容器内气体的压强不变

（4）该反应是一个放热反应，说明该反应中破坏1mol CO和2mol H2的化学键吸收的能量_________形成1mol CH3OH释放的能量（填“﹤”、“=”或“﹥”）。

（5）已知在400 ℃时，反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 生成1 mol CH3OH(g)，放出的热量为116 kJ。计算上述反应达到平衡时放出的热量Q ＝_________kJ。

Answer 1

【答案】 b 0.006 mol /（L·s） 反应物的浓度减小 d ＜ 1.508

【解析】（1） CH3OH是产物,随反应进行物质的量增大,平衡时物质的量为0.013 mol，在2 L密闭容器内，甲醇的浓度为0.013/2=0.0065mol/L, 根据图像分析，只有b符合；正确答案：b。

（2）在2 L密闭容器内，0~2s内，甲醇变化了0.012 mol，根据方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知，氢气变化了0.024 mol，浓度变化了0.012 mol/L, v(H2) ＝0.012/2=0.006 mol /（L·s）；随着反应的进行，反应物的浓度减小，该反应的速率在逐渐减慢；正确答案：0.006 mol /（L·s）； 反应物的浓度减小。

（3）平衡时浓度不再发生变化，但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系，a错误；反应速率之比等于化学方程式计量数之比，所以2v逆(CO) ＝ v正(H2)，反应达到平衡状态，v逆(CO) ＝ v正(H2) 不满足速率系数比关系，b错误；反应前后气体的总质量始终保持不变，容器的体积也不变，因此混合气体的密度始终保持不变，不能判定反应是否达到平衡状态，c错误；反应前后气体体积不相同，压强不变说明反应达到平衡状态，d正确；正确选项d。

（4）反应热H =反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量，因为该反应是一个放热反应，所以H<0，说明该反应中破坏1mol CO和2mol H2的化学键吸收的能量小于形成1mol CH3OH释放的能量；正确答案：＜。

（5）根据图表可知CH3OH是产物,随反应进行物质的量增大,平衡时物质的量为0.013 mol，生成1mol CH3OH(g)，放出的热量为116 kJ，则生成0.013 mol CH3OH(g)，放出的热量为116×0.013= 1.508 kJ；正确答案：1.508。