Question

【题目】工业上可通过煤的液化合成甲醇，主反应为：

CO(g)+2H2(g) CH3OH(1) △H=xkJ/mol

(1)己知常温下CH3OH(1)、H2和CO的燃烧热分別为726.5kJ/mol、285.5kJ/mol、283.0kJ/mol，则x=___________；为提高合成甲醇反应的选择性，关键因素是___________。

(2)TK下，在容积为1.00L的某密闭容器中进行反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H<0，相关数据如图。

①该反应0~10min的平均速率υ(H2)___________mol/(L·min)；M和N点的逆反应速率较大的是___________(填“υ逆(M)”、“υ逆(N)”或“不能确定”)。

②10min时容器内CO的体积分数为___________。

③对于气相反应，常用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)表示平衡常数(以Kp表示)，其中PB=P总×B的体积分数。若在TK下平衡气体总压强为xMPa，则该反应的平衡常数Kp=___________(写出表达式，不必化简)。实验测得不同温度下的lnKp(化学平衡常数Kp的自然对数)如图，请分析lnKp随T呈现上述变化趋势的原因______________________。

Answer 1

【答案】－127.5 催化剂 0.12 不能确定 22.22% 该反应正反应为放热反应，当温度升高平衡逆向移动，平衡常数(Kp或lnKp)减小。

【解析】

(1)根据盖斯定律计算x值；根据催化剂具有选择性分析；(2) ①根据 计算；N未平衡，反应正向进行， M点为平衡后反应正向移动的点，增大压强、减少生成物浓度都能使平衡正向移动； ②10min时容器内CO的体积分数为 ；③根据Kp=P(CH3OH)/[P(CO)·P2(H2)] 计算；该反应正反应为放热反应，当温度升高平衡逆向移动。

(1)CO(g)燃烧的热化学方程式为CO(g)+1/2 O2(g)= CO2(g) ΔH=—283.0 kJ/mol ①； CH3OH(l) 燃烧的热化学方程式为CH3OH(l) +3/2 O2(g)= CO2(g)++ 2H2O(l) ΔH= —726.5 kJ/mol ②；H2(g)燃烧的热化学方程式为H2 (g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH=—285.5kJ/mol③；①+③-②可得：CO(g)+2H2(g) CH3OH(1) ΔH=－127.5 kJ/mol；催化剂具有选择性，为提高合成甲醇反应的选择性，关键因素是选择合适的催化剂；

(2) ①该反应0~10min的平均速率υ(H2)=0.12 mol/(L·min)； N点未平衡，反应正向进行，υ逆(N)小于平衡时的逆反应速率，M点为平衡后反应正向移动的点，若增大压强使平衡正向移动，则υ逆(M)大于平衡时的逆反应速率，若减少生成物浓度使平衡正向移动，则υ逆(M)小于平衡时的逆反应速率；所以不能确定M和N点的逆反应速率大小；②10min时容器内CO的体积分数为22.22%； = ；该反应正反应为放热反应，当温度升高平衡逆向移动，平衡常数(Kp或lnKp)减小。