题目内容
(8分)甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1） 工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO (g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 | 250 ℃ | 300 ℃ | 350 ℃ |
K | 2．041 | 0．270 | 0．012 |
由表中数据判断，ΔH1______0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0．2 mol·L－1，则CO的转化率为________，此时的温度为________(从上表中选择)。
（2）下列各项能作为判断反应Ⅰ在2 L的密闭容器中达到化学平衡状态的依据的是_______（填序号字母）。
A．容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1∶2∶1
B．2v(H2)(正) ＝ v(CO)(逆)
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
（3）已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH1＝－1 275．6 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566．0 kJ·mol－1
③H2O(g)===H2O(l) ΔH3＝－44．0 kJ·mol－1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：
（1）①Ⅰ ②＜ ③80% 250 ℃ （2）C
（3）CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－442．8 kJ·mol－
【解析】
试题分析：（1） ①工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：反应Ⅰ：CO (g)＋2H2(g)
CH3OH(g) 原子的利用率为100%，反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)有副产物水生成，符合“原子经济”原则的是Ⅰ；②分析题给数据知，随着温度的升高，化学平衡常数逐渐减小，平衡逆向移动，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，故反应Ⅰ为放热反应，ΔH1＜0；③平衡时一氧化碳的物质的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，转化率= n(CO)(反应)/ n(CO)(起始)×100%=(2—0.4)mol/2mol×100%=80%；
CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）
起始浓度（mol/L） 1 3 0
转化浓度（mol/L） 0.8 1.6 0.8
平衡浓度（mol/L） 0.2 1.4 0.8
平衡常数K=2.041，所以是250℃；（2）A、容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1∶2∶1，不一定为化学平衡状态，错误；B、2v(H2)(正) ＝ v(CO)(逆)，速率之比不等于化学计量数之比，错误；C、根据阿伏加德罗定律：同温同体积下，气体的压强之比等于物质的量之比，该反应正反应为气体物质的量减小的反应，压强随反应的进行不断变化，容器内压强保持不变，说明反应已达化学平衡状态，正确；D、根据质量守恒定律知，混合气体的质量反应前后相同，容器的体积恒定，所以密度不随反应的进行而变化，密度保持不变不能作为化学平衡的标志，错误，选C；
（3）已知：①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH1＝－1 275．6 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566．0 kJ·mol－1
③H2O(g)===H2O(l) ΔH3＝－44．0 kJ·mol－1，根据盖斯定律：①×1/2—②×1/2+③×2得甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－442．8 kJ·mol－1。
考点：考查化学平衡状态的判断，平衡计算，盖斯定律，热化学方程式书写。
灵星计算小达人系列答案
CH3OH(g)。
(14分) 碳及其化合物有广泛的用途。
（1）C(s)＋ H2O(g) 
CO(g) ＋H2(g) ΔH= +131.3 kJ?mol-1，以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H2的产率的是 。(填序号)
A．升高温度 B．增加碳的用量 C．加入催化剂 D．用CO吸收剂除去CO
（2）又知，C（s）+ CO2（g）
2CO（g） △H=+172.5kJ?mol-1
则CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）的△H=
（3）CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇，甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨做电极，该电池负极反应式为 。
（4）在一定温度下，将CO(g)和H2O(g)各0.16 mol分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO(g)＋H2O(g) 
CO2(g)＋H2(g)，得到如下数据：
t / min | 2 | 4 | 7 | 9 |
n(H2O)/mol | 0.12 | 0.11 | 0.10 | 0.10 |
①其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)______v(正)(填“>”、“<”、“=”)
②该温度下此反应的平衡常数K=___________
③其他条件不变，再充入0.1mol CO和0.1mol H2O(g)，平衡时CO的体积分数___________(填“增大”、“减小”、“不变”)。