（12分）能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，该反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，则ΔH    0，△S   0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa条件下，将0.20mol的 CO与0.58mol H₂的混合气体充入2L密闭容器发生反应，反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示。

①在0～2min内，以H₂表示的平均反应速率为       mol·L^-1·s^-1。

②列式计算300℃时该反应的平衡常数K =                                  。

③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将        。

A．向正方向移动   B．向逆方向移动   C．处于平衡状态  D．无法判断

④下列措施可增加甲醇产率的是         

A．压缩容器体积                B．将CH₃OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它条件不变，使反应在500℃下进行，在图中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图。

【解析】（1）根据反应的特点可知△S小于0，因为反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，所以根据△G＝△H－T·△S可知反应是放热反应。

（2）①反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，根据图像可知反应进行到2min时甲醇

的浓度不再发生变化，平衡时甲醇的物质的量是0.04mol，则消耗氢气是0.08mol，所以在0～2min

内，以H₂表示的平均反应速率为。

②平衡时氢气的浓度是，CO的平衡浓度是

,所以该温度下的平衡常数为。

③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时它们的浓度分别为0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因为＞4，所以反应向逆反应方向移动。

④压缩体积，压强增大，平衡向正反应方向移动。选项B是降低生成物浓度，平衡也向正反应方

向移动。充入He，使体系总压强增大，但物质但浓度没有变化，所以平衡不移动。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相当于增大体系的压强，平衡向正反应方向移动，所以答案是ABD。

（3）因为反应是放热反应，所以升高温度平衡向逆反应方向移动，但反应速率会加快，所以图

像为

（12分）能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，该反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，则ΔH    0，△S   0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa条件下，将0.20mol的 CO与0.58mol H₂的混合气体充入2L密闭容器发生反应，反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示。

①在0～2min内，以H₂表示的平均反应速率为        mol·L^-1·s^-1 。

②列式计算300℃时该反应的平衡常数K =                                   。

③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时反应将         。

A．向正方向移动   B．向逆方向移动   C．处于平衡状态   D．无法判断

④下列措施可增加甲醇产率的是         

A．压缩容器体积                B．将CH₃OH(g)从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它条件不变，使反应在500℃下进行，在图中作出甲醇的物质的量浓度随时间的变化的示意图。

【解析】（1）根据反应的特点可知△S小于0，因为反应在300℃，5MPa条件下能自发进行，所以根据△G＝△H－T·△S可知反应是放热反应。

（2）①反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，根据图像可知反应进行到2min时甲醇

的浓度不再发生变化，平衡时甲醇的物质的量是0.04mol，则消耗氢气是0.08mol，所以在0～2min

内，以H₂表示的平均反应速率为。

②平衡时氢气的浓度是，CO的平衡浓度是

,所以该温度下的平衡常数为。

③300℃时，将0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容积为2L的密闭容器中，此时它们的浓度分别为0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因为＞4，所以反应向逆反应方向移动。

④压缩体积，压强增大，平衡向正反应方向移动。选项B是降低生成物浓度，平衡也向正反应方

向移动。充入He，使体系总压强增大，但物质但浓度没有变化，所以平衡不移动。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相当于增大体系的压强，平衡向正反应方向移动，所以答案是ABD。

（3）因为反应是放热反应，所以升高温度平衡向逆反应方向移动，但反应速率会加快，所以图

像为

合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  △H <0，在673K、30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是 （    ）

   A、点 c处反应达到平衡         

B、点a的正反应速率比点b的大

C、点d (t1时刻) 和点 e (t2时刻) 处n(N2)不一样 

D、其他条件不变，773K下反应至t1时刻，n(H2)比图中d点的值小。

【解析】c点之后物质的量是变化的，所以c点没有达到平衡状态，A不正确。A点反应物的浓度减小，生成物的浓度增加，所以a点正反应速率大于逆反应速率，B正确。d和e均是相同条件下的平衡状态，所以氮气的物质的量是相同的，C不正确。因为反应是放热反应，所以温度升高，平衡向逆反应方向移动，氢气的物质的量是增加的，因此D也是错误的。答案选B。

合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  △H <0，在673K、30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是 （    ）

   A、点 c处反应达到平衡         

B、点a的正反应速率比点b的大

C、点d (t1时刻) 和点 e (t2时刻) 处n(N2)不一样 

D、其他条件不变，773K下反应至t1时刻，n(H2)比图中d点的值小。

【解析】c点之后物质的量是变化的，所以c点没有达到平衡状态，A不正确。A点反应物的浓度减小，生成物的浓度增加，所以a点正反应速率大于逆反应速率，B正确。d和e均是相同条件下的平衡状态，所以氮气的物质的量是相同的，C不正确。因为反应是放热反应，所以温度升高，平衡向逆反应方向移动，氢气的物质的量是增加的，因此D也是错误的。答案选B。

（12分）某活动小组探究某无色晶体（纯净物）的组成。先测得相对分子质量为126；经元素分析可知：只含碳、氢、氧三种元素；该无色晶体受热能分解。然后设计了下列实验方案再对其进行定量分析：

【实验操作】（1）检查装置的气密性；

（2）在相应的仪器中放入相应的试剂，并称量C、D、E的质量；

（3）先从a处通入足量的N₂，排尽装置中的空气；

（4）点燃B、E两处的酒精灯，缓缓加热样品，使之发生分解反应；

（5）当样品完全分解后，先熄灭B处的酒精灯，从a处缓缓通入足量的N₂，再熄灭E处酒精灯；

（6）冷至室温，拆下各仪器，并称量C、D、E的质量。

【实验现象】 ①  E处有红色物质生成，F处有白色沉淀生成；

②  由于实验条件控制得好，b处无可燃性气体放出。

请回答下列问题：

（1）用最简便的方法检查整套装置的气密性：                                     

                                                                         。

（2）仪器A的作用是                                                          。

（3）操作（3）和（5）若是通入空气，其后果是                                   

                                                                      。

（4）数据处理：

① 实验记录的数据（各仪器中的吸收或反应都很完全）：

② 计算判断：样品（无色晶体）的分子式为______________________。