Question

【题目】I．已知在常温常压下：

①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=－1275.6kJ·mol－1

②H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ·mol－1

写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 。

II．甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：

CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H＞0

（1）一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g)，20s后，测得混合气体的压强是反映前的1.2倍，则用甲醇表示该反应的速率为 。

（2）判断（1）中可逆反应达到平衡状态的依据是(填序号) 。

① v正(CH3OH)=3v逆(H2)

混合气体的密度不变

混合气体的平均相对分子质量不变

④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化

（3）右图中P是可自由平行滑动的活塞，关闭K，在相同温度时，向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g)，向B容器中充入1.2molCH3OH(g)和2.4molH2O(g)，两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为aL，反应达到平衡时容器B的体积为1.5aL，容器B中CH3OH转化率为 ；维持其他条件不变，若打开K一段时间后重新达到平衡，容器B的体积为 L(连通管中气体体积忽略不计，且不考虑温度的影响)。

Answer 1

【答案】I．CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－725.8kJ/mol

II．（1）0.01mol/(L·s) （2）③④ （3）75% 1.75a

【解析】

试题分析：I.由已知：①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol，

②H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJ/mol，则根据盖斯定律可知(①+②×2)÷2

即得到CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ/mol；

II．：（1）依据化学平衡三段式列式计算，设反应的甲醇物质的量为x

CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)

起始量(mol) 1 3 0 0

变化量(mol) x x x 3x

20s量 (mol) 1-x 3-x x 3x

20s后，测得混合气体的压强是反应前的1.2倍，4+2x=1.2×4

x=0.4mol

v(CH3OH)==0.01mol/(Ls)；

（2）可逆反应达到平衡状态的依据是正逆反应速率相同，①v正(CH3OH)=v正(CO2)是反应速率之比等于化学方程式计量数之比，不能说你反应达到平衡，故①不符合；②反应前后气体质量不变，容器体积不变，反应过程中密度不变，混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡，故②不符合；③反应前后气体物质的量增大，质量守恒，混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达到平衡状态，故③符合；④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化是平衡标志，故④符合；

（3）①B容器的体积变为原来的1.5倍，增加的气体的物质的量为3.6 mol×0.5=1.8 mol，依据化学方程式可知增加2mol，反应甲醇1mol，则反应的甲醇的物质的量为0.9 mol，CH3OH的转化率=0.9mol/1.2mol×100%=75%，打开K时，AB组成一个等温等压容器，相应的起始投入总物质的量与平衡的总体积成正比，设打开K重新达到平衡后总的体积为x，则x：(3+3.6)=1.5a：3.6 ；求得x=2.75a，所以B的体积为2.75a-a=1.75a。