Question

【题目】面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景。

（1）已知在常温常压下反应的热化学方程式：

①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH1＝－90 kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41 kJ·mol－1

写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式：_______________________。

（2）在容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；

②在温度和容积不变的情况下，再增加a mol CO与2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，平衡常数________。

（3）关于CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH1＝－90 kJ·mol－1 正确的是_____________________

A.温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化，证明已经达到平衡状态

B. 2V（CO）正= V（H2）逆

C.温度和体积一定时，容器内压强不变，证明已经达到平衡状态

D.百分比组成2W(CO)=W(H2)，证明已经达到平衡状态

E.混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态，证明已经达到平衡状态

F.温度越高越有利于该反应自发进行

Answer 1

【答案】 CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJ·mol－1 小于 增大 不变 ABCE

【解析】(1)已知式：①CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-90kJmol-1；②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H2=-41kJmol-1，根据盖斯定律将①-②得：CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49kJmol-1；故答案为：CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49kJmol-1；

(2)①相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，根据图像知，p1小于p2，故答案为：小于；

②在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a mol H2，相当于将2amolCO、4amolH2充入2VL密闭容器中，当反应达到平衡状态时再缩小体积至VL，增大压强，平衡向正反应方向移动，所以CO的转化率增大，由于反应的温度不变，则平衡常数不变，故答案为：增大；不变；

(3)A.该反应前后气体的物质的量发生变化，温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化，说明气体的体积不再变化，能够说明达到平衡状态，故A正确；B.根据方程式，速率之比等于化学计量数之比，因此2V(CO)正= V(H2)逆，故B正确；C. 该反应前后气体的物质的量发生变化，温度和体积一定时，容器内压强不变，说明容器内气体的物质的量不再发生变化，能够证明已经达到平衡状态，故C正确；D.百分比组成2W(CO)=W(H2)，与反应中通入的气体的量的多少有关，与平衡状态无关，故D错误；E. 该反应前后气体的物质的量发生变化，气体的质量不变，混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明气体的物质的量不再改变，能够证明已经达到平衡状态，故E正确；F.该反应的ΔH＜0，△S＜0，根据△G=△H-T△S，温度越低，△G越有可能＜0，越有利于该反应自发进行，故F错误；故选ABCE。