题目内容
甲醇是一种可再生燃料．在容积为2L的密闭容器中进行反应：CO（g）+2H2（g）→CH3OH（g），其他条件不变，在300℃和n500℃时，物质的量（CH3OH）-反应时间t的变化曲线如图所示．
（1）该反应的△H
（2）300℃时，0-t1min内 CH3OH的平均生成速率为
（3）若要提高甲醇的产率，可采取的措施有
A．缩小容器体积 B．降低温度 C．升高温度 D．使用合适的催化剂 E．将甲醇从混合体系中分离出来
（4）300℃时，CO、H2的起始物质的量分别为2mol和3mol，若图中n1数据为0.5mol，试计算300℃下，该反应的平衡常数（写出计算过程，保留两位有效数字）．
（5）工业上也可以用CO2和H2反应制得乙醇．在2×105Pa、300℃条件下，若有440gCO2与H2恰好完全反应生成甲醇和水，放出495kJ的热量，试写出该反应的热化学方程式
考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线
专题：化学平衡专题
分析：（1）依据图象变化分析，先拐先平，温度高，依据化学平衡移动原理分析，温度越高甲醇物质的量越小，说明升温平衡逆向进行；
（2）根据300℃时，0-t1min内甲醇的变化量求算其反应速率；
（3）若要提高甲醇的产率，则需平衡正移，根据影响平衡的因素分析；
（4）根据图象中甲醇的量，利用三线式求出平衡时各物质的浓度，再根据平衡常数的表达式求出；
（5）根据二氧化碳的质量和放出的热量；求出1mol二氧化碳反应时放出的热量，再根据热化学方程式的书写方法书写．
（2）根据300℃时，0-t1min内甲醇的变化量求算其反应速率；
（3）若要提高甲醇的产率，则需平衡正移，根据影响平衡的因素分析；
（4）根据图象中甲醇的量，利用三线式求出平衡时各物质的浓度，再根据平衡常数的表达式求出；
（5）根据二氧化碳的质量和放出的热量；求出1mol二氧化碳反应时放出的热量，再根据热化学方程式的书写方法书写．
解答：
解：（1）根据图象可知，温度越高，甲醇的物质的量越小，说明升高温度平衡逆移，所以正方向为放热反应，即△H＜0，故答案为：＜；
（2）由图象可知，300℃时0-t1min内甲醇的物质的量增大了n1mol，则v（CH3OH）=
=
mol?L-1 min-1，故答案为：
mol?L-1 min-1；
（3）若要提高甲醇的产率，则需平衡正移；
A．缩小容器体积，压强增大，则平衡正移，故A正确；
B．该反应正方向为放热反应，降低温度，平衡正移，故B正确；
C．升高温度，平衡逆移，故C错误；
D．使用合适的催化剂，正逆反应速率同等程度的改变，平衡不移动，故D错误；
E．甲醇从混合体系中分离出来，平衡正移，故E正确；
故答案为：ABE；
（4）已知300℃时，CO、H2的起始物质的量分别为2mol和3mol，若图中n1数据为0.5mol，则起始时物质的量浓度c（CO）=1.0mol?L-1，c（H2）=1.5mol?L-1，
平衡时c（CH3OH）=0.25mol?L-1，则
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
起始的浓度（mol?L-1）：1.0 1.5 0
反应的浓度（mol?L-1）：0.25 0.5 0.25
平衡的浓度（mol?L-1）：0.75 1.0 0.25
则K=
=
≈0.33L2/mol2；
答：该反应的平衡常数0.33L2/mol2；
（5）440g CO2的物质的量是
=10mol，10mol二氧化碳参加反应放出495kJ的热量，则1mol二氧化碳参加反应放出的能量是49.5kJ，所以该反应热化学反应方程式为：CO2（g）+3H2（g）=H2O（g）+CH3OH（g）△H=-49.5kJ/mol，
故答案为：CO2（g）+3H2（g）=H2O（g）+CH3OH（g）△H=-49.5kJ/mol．
（2）由图象可知，300℃时0-t1min内甲醇的物质的量增大了n1mol，则v（CH3OH）=
| ||
| t1min |
| n1 |
| 2t1 |
| n1 |
| 2t1 |
（3）若要提高甲醇的产率，则需平衡正移；
A．缩小容器体积，压强增大，则平衡正移，故A正确；
B．该反应正方向为放热反应，降低温度，平衡正移，故B正确；
C．升高温度，平衡逆移，故C错误；
D．使用合适的催化剂，正逆反应速率同等程度的改变，平衡不移动，故D错误；
E．甲醇从混合体系中分离出来，平衡正移，故E正确；
故答案为：ABE；
（4）已知300℃时，CO、H2的起始物质的量分别为2mol和3mol，若图中n1数据为0.5mol，则起始时物质的量浓度c（CO）=1.0mol?L-1，c（H2）=1.5mol?L-1，
平衡时c（CH3OH）=0.25mol?L-1，则
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
起始的浓度（mol?L-1）：1.0 1.5 0
反应的浓度（mol?L-1）：0.25 0.5 0.25
平衡的浓度（mol?L-1）：0.75 1.0 0.25
则K=
| c(CH3OH) |
| c(CO)c2(H2) |
| 0.25 |
| 0.75×12 |
答：该反应的平衡常数0.33L2/mol2；
（5）440g CO2的物质的量是
| 440g |
| 44g/mol |
故答案为：CO2（g）+3H2（g）=H2O（g）+CH3OH（g）△H=-49.5kJ/mol．
点评：本题考查了反应速率的计算，影响平衡的因素，平衡常数的计算，热化学反应方程式的书写，涉及的知识点较多，综合性较强，难度中等．
练习册系列答案
相关题目
下列各对物质中不能产生氢气的是（ ）
| A、Zn+HCl |
| B、Cu+HCl |
| C、Al+NaOH溶液 |
| D、Fe+H2O（ g、高温） |
在容积不变的密闭容器中，分别充入1.0mol N2和3.0molH2，任其发生反应：