题目内容
工业上用CO来生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．图1表示反应过程中能量的变化情况；图2表示一定温度下，向固定体积为2L的容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO（g）和CH3OH（g）的物质的量
请回答下列问题：
（1）在图1中，曲线 （填“a”或“b”）表示反应使用了催化剂；该反应属于 （填“吸热”或“放热”）反应．
（2）根据图2判断下列说法中正确的是 （填序号）．
a．起始充入的CO的物质的量为2mol b．增大CO的浓度，CO的转化率增大
c．容器中压强恒定时，说明反应已达平衡状态
d．保持温度和密闭容器的容积不变，再充入1mol CO和2mol H2，再次达到平衡时，n（CH3OH）/n（CO）的值会变小．
（3）从反应开始至达到平衡，v（H2）= ．该温度下CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）的化学平衡常数为 ；若保持其他条件不变，将反应体系升温，则该反应的化学平衡常数将 （填“增大”“减小”或“不变”）．
（4）已知CH3OH（g）+
O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H=-192.9kJ?mol-1，H2O（l）═H2O（g）△H=+44kJ?mol-1，请写出32g CH3OH（g）完全燃烧生成CO2和液态水的热化学方程式： ．
请回答下列问题：
（1）在图1中，曲线
（2）根据图2判断下列说法中正确的是
a．起始充入的CO的物质的量为2mol b．增大CO的浓度，CO的转化率增大
c．容器中压强恒定时，说明反应已达平衡状态
d．保持温度和密闭容器的容积不变，再充入1mol CO和2mol H2，再次达到平衡时，n（CH3OH）/n（CO）的值会变小．
（3）从反应开始至达到平衡，v（H2）=
（4）已知CH3OH（g）+
| 3 |
| 2 |
考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,热化学方程式
专题：基本概念与基本理论
分析：（1）根据图中反应的活化能的大小来分析是否使用催化剂，利用反应前后的总能量来分析反应的能量变化；
（2）A、由图2利用转化的CO和平衡时CO的量来分析；
B、增加CO浓度，会促进氢气的转化，但本身的转化率降低；
C、该反应为反应前后压强不等的反应；
D、再充入1molCO和2molH2，体积不变，则压强增大，平衡正向移动；
（3）由图2计算用CO表示的反应速率，再利用反应速率之比等于化学计量数之比来计算氢气的反应速率，利用各物质平衡的浓度来计算化学平衡常数；根据温度升高，平衡逆向移动，反应物的浓度增大，生成物的浓度减少，平衡常数减小；
（4）根据盖斯定律结合已知方程式来写热化学方程式．
（2）A、由图2利用转化的CO和平衡时CO的量来分析；
B、增加CO浓度，会促进氢气的转化，但本身的转化率降低；
C、该反应为反应前后压强不等的反应；
D、再充入1molCO和2molH2，体积不变，则压强增大，平衡正向移动；
（3）由图2计算用CO表示的反应速率，再利用反应速率之比等于化学计量数之比来计算氢气的反应速率，利用各物质平衡的浓度来计算化学平衡常数；根据温度升高，平衡逆向移动，反应物的浓度增大，生成物的浓度减少，平衡常数减小；
（4）根据盖斯定律结合已知方程式来写热化学方程式．
解答：
解：（1）由图可知，曲线b降低了反应所需的活化能，则b使用了催化剂，又该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，
故答案为：b；放热；
（2）a、由图2可知生成0.75mol/LCH3OH，则反应了0.75mol/LCO，平衡时有0.25mol/LCO，即CO的起始物质的量为（0.75mol/l+0.25mol/L）×2L=2mol，故a正确；
b、增加CO浓度，会促进氢气的转化，氢气的转化率增大，但CO的转化率减小，故b错误；
c、该反应为反应前后压强不等的反应，则压强不变时，该反应达到平衡状态，故c正确；
d、再充入1molCO和2molH2，体积不变，则压强增大，平衡正向移动，再次达到平衡时n（CH3OH）/n（CO）会增大，故d错误；
故选：ac；
（3）由图2可知，反应中减小的CO的浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，10min时达到平衡，
则用CO表示的化学反应速率为
=0.075mol?L-1?min-1，
因反应速率之比等于化学计量数之比，则v（H2）=0.075mol?L-1?min-1×2=0.15mol?L-1?min-1；
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
开始（mol/L） 1 2 0
转化（mol/L） 0.75 1.5 0.75
平衡（mol/L） 0.25 0.5 0.75
则化学平衡常数K=
=12；
因温度升高，平衡逆向移动，反应物的浓度增大，生成物的浓度减少，平衡常数减小；
故答案为：0.15mol?L-1?min-1；12； 减小；
（4）32g的CH3OH（g）即为1mol，
CH3OH（g）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-192.9kJ/mol ①
H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ/mol ②
根据盖斯定律
①-②×2得 CH3OH（g）+
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-280.9kJ/mol
故答案为：CH3OH（g）+
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-280.9kJ/mol．
故答案为：b；放热；
（2）a、由图2可知生成0.75mol/LCH3OH，则反应了0.75mol/LCO，平衡时有0.25mol/LCO，即CO的起始物质的量为（0.75mol/l+0.25mol/L）×2L=2mol，故a正确；
b、增加CO浓度，会促进氢气的转化，氢气的转化率增大，但CO的转化率减小，故b错误；
c、该反应为反应前后压强不等的反应，则压强不变时，该反应达到平衡状态，故c正确；
d、再充入1molCO和2molH2，体积不变，则压强增大，平衡正向移动，再次达到平衡时n（CH3OH）/n（CO）会增大，故d错误；
故选：ac；
（3）由图2可知，反应中减小的CO的浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，10min时达到平衡，
则用CO表示的化学反应速率为
| 0.75mol/L |
| 10min |
因反应速率之比等于化学计量数之比，则v（H2）=0.075mol?L-1?min-1×2=0.15mol?L-1?min-1；
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
开始（mol/L） 1 2 0
转化（mol/L） 0.75 1.5 0.75
平衡（mol/L） 0.25 0.5 0.75
则化学平衡常数K=
| 0.75 |
| 0.25×(0.5)2 |
因温度升高，平衡逆向移动，反应物的浓度增大，生成物的浓度减少，平衡常数减小；
故答案为：0.15mol?L-1?min-1；12； 减小；
（4）32g的CH3OH（g）即为1mol，
CH3OH（g）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-192.9kJ/mol ①
H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ/mol ②
根据盖斯定律
①-②×2得 CH3OH（g）+
| 3 |
| 2 |
故答案为：CH3OH（g）+
| 3 |
| 2 |
点评：本题考查化学反应速率、化学平衡、能量变化、盖斯定律的应用，应利用注意图象来分析解决问题，准确把握图象中的信息是解答本题的关键，题目难度中等．
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