题目内容

【题目】【加试题】节能减排已经成为全社会的共识,浙江省在原先推行乙醇汽油的基础上,开始试点甲醇汽油(即在汽油中添加一定量的甲醇),根据检测的数据分析认为,若绍兴全市的100余万辆机动车全部使用甲醇汽油,一年内能减少有害气体(一氧化碳)排放将近100万吨。甲醇常利用煤气化过程中生成的CO和H2来制备:CO+2H2CH3OH 。

请根据图示回答下列:

(1)关于该自发反应的下列说法中,正确的是 (填字母):

A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0

C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0

(2)现进行如下实验,在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO和3molH2,测得CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡,CO的平均反应速率v(CO)= mol/(Lmin),该反应的平衡常数K= 。

(3)恒容条件下,达到平衡后,下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO)增大的有 。

A.升高温度 B.充入He气 C.再冲入1molCO和3molH2 D.使用催化剂

(4)若在一体积可变的密闭容器中充入1molCO、2molH2和1molCH3OH,达到平衡时测的混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍(此过程三种物质均处于气态),则平衡时混合气体的平均摩尔质量= g/mol。

【答案】(1) C (2分)(2)0.075 (2分) K=4/3 (2分)

(3) C (2分) (4) 25.6 (2分)

【解析】

试题分析:(1)该反应为气体体积减小的反应,所以△S<0,△H-T△S<0,反应自发进行,所以△H<0,答案C;(2)由图可知,10min达平衡,CO的浓度为0.25mol/L,则△c(CO)=(1.00-0.25)mol/L=0.75 mol/L,则平衡时c(CH3OH)= c(CO)=0.75 mol/L,平衡时c(H2)=3 mol/L-2△c(CO)=1.5 mol/L,则v(CO)=0.75 mol/L÷10min=0.075 mol/(Lmin),该反应的平衡常数K= =4/3;(3) A.正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,n(CH3OH)/n(CO)减小,错误;B.充入He气,恒温恒容条件下各物质浓度不变,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO)不变,错误;C.再冲入1molCO和3molH2,等效为增大压强,平衡整箱移动,n(CH3OH)/n(CO)增大,正确;D.使用催化剂只加快反应速率,不影响平衡移动,n(CH3OH)/n(CO)不变,错误。(4) 充入1molCO、2molH2和1molCH3OH,开始的平均摩尔质量=16g/mol,同温同压下,气体的密度之比等于摩尔质量之比,所以则平衡时混合气体的平均摩尔质量=16g/mol×1.6=25.6 g/mol。

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