题目内容
甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景，工业上合成甲醇一般
采用下列反应：CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）．请回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式为K= ．
（2）在t℃时，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（CH3OH）=0.5mol?L-1，该反应的平衡常数为 ．在温度和容积不变的情况下，再向该容器中充入1mol CO、4molH2、xmol CH3OH（g），要使平衡不向逆反应方向移动，x 的取值范围是： ．
（3）已知：CH3OH（g）+
O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.5kJ?mol-1
CO（g）+
O2（g）═CO2（g）△H=-283.0kJ?mol-1
H2（g）+
O2（g）═H2O（l）△H=-285.8kJ?mol-1
则CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的反应热△H= ．
（4）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，各物质的浓度随时间变化情况如表：
①反应从2min到4min之间，反应速率v（H2）= ．
②反应达平衡时CO的转化率为 ．
③反应在第2min时改变了反应条件，改变的条件可能是 （填序号）．
a．使用催化剂 b．降低温度 c．增加H2的浓度．
采用下列反应：CO（g）+2H2（g）
| ||
| 高温高压 |
（1）该反应的平衡常数表达式为K=
（2）在t℃时，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（CH3OH）=0.5mol?L-1，该反应的平衡常数为
（3）已知：CH3OH（g）+
| 3 |
| 2 |
CO（g）+
| 1 |
| 2 |
H2（g）+
| 1 |
| 2 |
则CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的反应热△H=
（4）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，各物质的浓度随时间变化情况如表：
| 浓度/mol?L-1 时间/min |
c（CO） | c（H2） | c（CH3OH） |
| 0 | 1.0 | 2.0 | 0 |
| 2 | 0.8 | 0.2 | |
| 4 | 1.0 | 0.5 | |
| 6 | 1.0 | 0.5 |
②反应达平衡时CO的转化率为
③反应在第2min时改变了反应条件，改变的条件可能是
a．使用催化剂 b．降低温度 c．增加H2的浓度．
考点：化学平衡常数的含义,用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡建立的过程,化学平衡的影响因素
专题：化学平衡专题
分析：（1）K=
；
（2）平衡后，测得C（CH3OH）=O.5mol/l，则生成的n（CH3OH）=0.5mol/L×2L=1mol，根据甲醇和氢气、一氧化碳的关系式知，平衡时氢气和一氧化碳的浓度分别为：c（CO）=
=0.5mol/L，c（ H2）=
=2mol/L，根据化学平衡常数公式计算该温度下的平衡常数；
如果加入这些物质后其浓度商等于化学平衡常数，则平衡不移动；
（3）根据盖斯定律进行计算焓变；
（4）①先计算甲醇的反应速率，再根据同一可逆反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氢气的反应速率；
②根据反应物、生成物浓度知，当反应达到第4min时，该反应达到平衡状态，先确定甲醇浓度的变化量，再根据原子守恒知，甲醇浓度的变化量等于一氧化碳浓度的变化量，最后根据转化率公式计算其转化率；
③根据前两分钟和第2到4min时物质反应速率确定改变的条件．
| c(CH3OH) |
| c(CO)c2(H2) |
（2）平衡后，测得C（CH3OH）=O.5mol/l，则生成的n（CH3OH）=0.5mol/L×2L=1mol，根据甲醇和氢气、一氧化碳的关系式知，平衡时氢气和一氧化碳的浓度分别为：c（CO）=
| 2mol-1mol |
| 2L |
| 6mol-2mol |
| 2L |
如果加入这些物质后其浓度商等于化学平衡常数，则平衡不移动；
（3）根据盖斯定律进行计算焓变；
（4）①先计算甲醇的反应速率，再根据同一可逆反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氢气的反应速率；
②根据反应物、生成物浓度知，当反应达到第4min时，该反应达到平衡状态，先确定甲醇浓度的变化量，再根据原子守恒知，甲醇浓度的变化量等于一氧化碳浓度的变化量，最后根据转化率公式计算其转化率；
③根据前两分钟和第2到4min时物质反应速率确定改变的条件．
解答：
解：（1）CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g），该反应的化学平衡常数为：K=
，故答案为：
；
（2）平衡后，测得C（CH3OH）=O.5mol/l，则生成的n（CH3OH）=0.5mol/L×2L=1mol，根据甲醇和氢气、一氧化碳的关系式知，平衡时氢气和一氧化碳的浓度分别为：c（CO）=
=0.5mol/L，c（H2）=
=2mol/L，则该温度下，化学平衡常数K=
=0.25L2/mol2；
在温度和容积不变的情况下，再向该容器中充入1mol CO、4mol H2、xmol CH3OH（g）时，c（CH3OH）=O.5（1+x）mol/l，c（CO）=（0.5+
）mol/l=1mol/L，c（H2）=（2+
）mol/L=4mol/L，要使平衡不向逆反应方向移动，则0＜浓度商=
≤0.25，则x的取值范围为0≤x≤7，
故答案为：0.25L2/mol2；0≤x≤7；
（3）CH3OH（g）+
O2═CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.5kJ/mol①
CO（g）+
O2（g）═CO2（g）△H=-283.0kJ/mol②
H2（g）+
O2（g）═H2O（l）△H=-285.8kJ/mol③
根据盖斯定律得；将方程式②+2③-①得CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），
所以该反应的反应热△H=（-283.0kJ/mol）+2（-285.8kJ/mol）-（-764.5kJ/mol）=-90.1kJ/mol，
故答案为：-90.1kJ/mol；
（4）①2mhi到4min之间，甲醇的反应速率=
mol/（L．min）=0.15mol/（L．min），同一可逆反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，所以氢气的反应速率为0.30mol/（L．min），故答案为：0.30mol/（L．min）；
②根据反应物、生成物浓度知，当反应达到第4min时，该反应达到平衡状态，甲醇增加的物质的量浓度=（0.5-0）mol/L=0.5mol/L，根据原子守恒知，一氧化碳减少的物质的量浓度=甲醇增加的物质的量浓度=0.5mol/L，则一氧化碳的转化率=
×100%=50%，
故答案为：50%；
③第4分钟时，甲醇的浓度变化量为0.5mol/L，根据原子守恒知，一氧化碳浓度的变化量也为0.5mol/L，则第4分钟时，一氧化碳浓度=1mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L，0-2min时，一氧化碳浓度的变化量为（1-0.8）mol/L=0.2mol/L，2-4min时，一氧化碳浓度的变化量=（0.8-0.5）mol/L=0.3mol/L，说明反应速率增大，要使反应速率增大且反应向正反应方向移动，可以改变的条件是使用催化剂或增大压强，故选a；
故答案为：a；
| ||
| 高温高压 |
| c(CH3OH) |
| c(CO)c2(H2) |
| c(CH3OH) |
| c(CO)c2(H2) |
（2）平衡后，测得C（CH3OH）=O.5mol/l，则生成的n（CH3OH）=0.5mol/L×2L=1mol，根据甲醇和氢气、一氧化碳的关系式知，平衡时氢气和一氧化碳的浓度分别为：c（CO）=
| 2mol-1mol |
| 2L |
| 6mol-2mol |
| 2L |
| 0.5 |
| 0.5×22 |
在温度和容积不变的情况下，再向该容器中充入1mol CO、4mol H2、xmol CH3OH（g）时，c（CH3OH）=O.5（1+x）mol/l，c（CO）=（0.5+
| 1 |
| 2 |
| 4 |
| 2 |
| 0.5+0.5x |
| 1×42 |
故答案为：0.25L2/mol2；0≤x≤7；
（3）CH3OH（g）+
| 3 |
| 2 |
CO（g）+
| 1 |
| 2 |
H2（g）+
| 1 |
| 2 |
根据盖斯定律得；将方程式②+2③-①得CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），
所以该反应的反应热△H=（-283.0kJ/mol）+2（-285.8kJ/mol）-（-764.5kJ/mol）=-90.1kJ/mol，
故答案为：-90.1kJ/mol；
（4）①2mhi到4min之间，甲醇的反应速率=
| 0.5mol/L-0.2mol/L |
| 4min-2min |
②根据反应物、生成物浓度知，当反应达到第4min时，该反应达到平衡状态，甲醇增加的物质的量浓度=（0.5-0）mol/L=0.5mol/L，根据原子守恒知，一氧化碳减少的物质的量浓度=甲醇增加的物质的量浓度=0.5mol/L，则一氧化碳的转化率=
| 0.5mol/L |
| 1mol/L |
故答案为：50%；
③第4分钟时，甲醇的浓度变化量为0.5mol/L，根据原子守恒知，一氧化碳浓度的变化量也为0.5mol/L，则第4分钟时，一氧化碳浓度=1mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L，0-2min时，一氧化碳浓度的变化量为（1-0.8）mol/L=0.2mol/L，2-4min时，一氧化碳浓度的变化量=（0.8-0.5）mol/L=0.3mol/L，说明反应速率增大，要使反应速率增大且反应向正反应方向移动，可以改变的条件是使用催化剂或增大压强，故选a；
故答案为：a；
点评：本题是一道小型综合题，涉及化学平衡的有关计算、热化学反应方程式，根据盖斯定律来分析热化学反应，难点是化学平衡影响因素、化学反应速率的影响因素的判断，注意仔细阅读题干信息并结合教材基础知识来分析解答，只有利用灵活运用教材基础知识才能正确解答，难度中等．
练习册系列答案
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