Question

【题目】二氧化碳与氢气催化合成甲醇，发生的反应为：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）

（1）已知：计算上述反应的△H=______________kJ·mol-1。

（2）一定条件下，将n(CO2):n(H2)=1:1的混合气充入恒温恒容密闭容器中，下列事实可以说明该反应已达平衡的是_______________（填选项字母）。

A．容器内气体密度保持不变 B．H2O(g)与CO2(g)的生成速率之比为1∶1

C．容器中压强保持不变 D．该反应的平衡常数保持不变

（3）一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入1.2molCO2和3.6molH2，在不同催化剂作用下的反应I、反应II与反应III，相同时间内CO2转化率随温度变化的数据如表所示，据表中数据绘制下右图：

（T5时，图中C点转化率为66.67%，即转化了2/3）

① 催化剂效果最佳的反应是________________（填“反应I”，“反应II”，“反应III”）。

② T3的b点v（正）______v（逆）（填 “>”， “<”， “=” ）。

③ T4的a点转化率比T5 的c点高的原因是____________________________。

④ 求温度为T5时，该反应的平衡常数K =_______。要求在答题卡相应空白处写出计算过程（结果保留三位有效数字）

Answer 1

【答案】 - 46 B C 反应I ＞ 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动 3.70 L2/mol2

【解析】（1）反应热=反应物总键能-生成物总键能，故△H=2×803kJ/mol+3×436kJ/mol-3×414kJ/mol-326kJ/mol-3×464kJ/mol=-46kJ/mol；（2）A．混合气体总质量不变，恒温恒容下，容器内气体密度始终保持不变，选项A错误；B．平衡时各组分含量不变，CO2的体积分数保持不变说明到达平衡，选项B正确；C．H2O（g）与CO2（g）的生成速率之比为1：1，说明二氧化碳的生成速率与消耗速率相等，反应到达平衡，选项C正确；D．温度不变，平衡常数不变，该反应的平衡常数保持不变不能说明到达平衡，选项D错误；E．混合气体总质量不变，随反应进行混合气体物质的量减小，平均相对分子质量增大，平均相对分子质量不变说明到达平衡，选项E正确；F．随反应进行混合气体物质的量减小，恒温恒容下压强减小，容器中压强保持不变说明到达平衡，选项F正确，答案选：BCEF；（3）①相同温度下，相同时间内反应Ⅰ中CO2转化率越大，说明反应Ⅰ催化剂效果越好，故答案为：反应Ⅰ；②T4时处于平衡状态，正反应为放热反应，温度越高转化率越小，T3平衡时转化率应大于T4，a、b点转化率相等，故b点向正反应进行．则b点v（正）>v（逆）；③该7反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，二氧化碳转化率降低；④一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入1.2molCO2和3.6molH2，在温度为T5时，平衡时C点二氧化碳转化率为66.67%，则转化的二氧化碳为1.2mol×66.67%=0.8mol，则：

CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）

起始浓度（mol/L）：0.6 1.8 0 0

变化浓度（mol/L）：0.4 1.2 0.4 0.4

平衡浓度（mol/L）：0.2 0.6 0.4 0.4

则平衡常数K===＝3.70 L2/mol2。