Question

请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。

（1）工业上一般以CO和H₂为原料合成甲醇，在恒容容器中，该反应的热化学方程式为：

CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)　△H₁＝－116 kJ·mol^－1

①下列措施中能说明反应达到平衡状态的是___________

A．体系压强保持不变　　　　

B．混合气体的密度保持不变

C．CO与H₂的浓度之比为1∶2　

D．单位时间内，消耗2molH₂的同时消耗1mol CH₃OH

②在恒容容器中合成甲醇，当温度分别为230℃、250℃和270℃时，CO的转化率与n(H₂)/n(CO)的起始组成比的关系如图所示。已知容器体积1L，起始时CO的物质的量均为1mol。据此判断在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是　　　　　　　；利用图中a点对应的数据，计算该反应在对应温度下的平衡常数K（写出计算过程）。

（2）已知： CO(g)+ O₂(g)===CO₂(g)  △H₂＝－283 kJ·mol^-1

H₂(g)+ O₂(g)===H₂O(g)  △H₃＝－242 kJ·mol^-1

则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO₂和水蒸气的热化学方程式为　__________

Answer 1

【答案】

（1）①AD（2分，漏选得1分，错选得0分）

②270℃（2分，无单位或单位错扣1分），

（4分）解：根据图像可知a点对应的CO的转化率为50%，H₂的物质的量为1.5 mol

CO（g） +　　 2H₂(g)　　 CH₃OH(g)

起始物质的量浓度(mol/L)　 1　　　　　　　1.5　　　　　　 0　　　　

转化物质的量浓度(mol/L)　0.5　　　　　　　1　　　　　　 0.5

平衡物质的量浓度(mol/L)　0.5　　　　　　　0.5　　　　　　0.5　　　

K=4

（2）CH₃OH(g)＋3/2O₂(g) CO₂(g)＋2H₂O(g) △H＝－651kJ·mol^－1      （2分）

【解析】（1）①混合气体的密度始终不变，密度不变不是平衡标志。②此反应是放热反应，温度越高，CO的转化率越小。

（2）根据盖斯定律可得：CH₃OH(g)＋3/2O₂(g) CO₂(g)＋2H₂O(g) △H＝－651kJ·mol^－1