甲醇是一种可再生燃料．在容积为2L的密闭容器中进行反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).其他条件不变.在300℃和500℃时.物质的量n(CH3OH)-反应时间t的变化曲线如图所示．(1)该反应的△H 0 (2)300℃时.0-t1min内 CH3OH的平均生成速率为 (3)若要提高甲醇的产率.可采取的措施有．A．缩小容器体积B．降低温� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

甲醇是一种可再生燃料．在容积为2L的密闭容器中进行反应：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），其他条件不变，在300℃和500℃时，物质的量n（CH₃OH）-反应时间t的变化曲线如图所示．
（1）该反应的△H

0 （填＞、＜或=）
（2）300℃时，0-t₁min内 CH₃OH的平均生成速率为

（3）若要提高甲醇的产率，可采取的措施有

．（填字母）
A．缩小容器体积B．降低温度
C．升高温度 D．使用合适的催化剂
E．甲醇从混合体系中分离出来
（4）300℃时，CO、H₂的起始物质的量分别为2mol和3mol，若图中n₁数据为0.5mol，试计算300℃下，该反应的平衡常数（写出计算过程，保留两位有效数字）
（5）工业上也可以用CO₂和H₂反应制得甲醇．在2×10⁵Pa、300℃的条件下，若有440g CO₂与H₂恰好完全反应生成甲醇和水，放出495kJ的热量，试写出该反应的热化学方程式

．

分析：（1）根据图象中温度对平衡的影响，判断△H；
（2）根据300℃时，0-t₁min内甲醇的变化量求算其反应速率；
（3）若要提高甲醇的产率，则需平衡正移，根据影响平衡的因素分析；
（4）根据图象中甲醇的量，利用三线式求出平衡时各物质的浓度，再根据平衡常数的表达式求出；
（5）根据二氧化碳的质量和放出的热量；求出1mol二氧化碳反应时放出的热量，再根据热化学方程式的书写方法书写．

解答：解：（1）根据图象可知，温度越高，甲醇的物质的量越小，说明升高温度平衡逆移，所以正方向为放热反应，即△H＜0，故答案为：＜；
（2）由图象可知，300℃时0-t₁min内甲醇的物质的量增大了n₁mol，则v（CH₃OH）=

n1mol

2t1

mol?L^-1 min^-1，故答案为：

2t1

mol?L^-1 min^-1；
（3）若要提高甲醇的产率，则需平衡正移；
A．缩小容器体积，压强增大，则平衡正移，故A正确；
B．该反应正方向为放热反应，降低温度，平衡正移，故B正确；
C．升高温度，平衡逆移，故C错误；
D．使用合适的催化剂，正逆反应速率同等程度的改变，平衡不移动，故D错误；
E．甲醇从混合体系中分离出来，平衡正移，故E正确；
故答案为：ABE；
（4）已知300℃时，CO、H₂的起始物质的量分别为2mol和3mol，若图中n₁数据为0.5mol，则起始时物质的量浓度c（CO）=1.0mol?L^-1，c（H₂）=1.5mol?L^-1，
平衡时c（CH₃OH）=0.25mol?L^-1，则
                     CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始的浓度（mol?L^-1）：1.0         1.5           0
反应的浓度（mol?L^-1）：0.25        0.5           0.25
平衡的浓度（mol?L^-1）：0.75        1.0           0.25
则K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

0.25

0.75×12

≈0.33
答：该反应的平衡常数0.33；
（5）440g CO₂的物质的量是

440g

44g/mol

=10mol，10mol二氧化碳参加反应放出495kJ的热量，则1mol二氧化碳参加反应放出的能量是49.5kJ，所以该反应热化学反应方程式为：CO₂（g）+3H₂（g）=H₂O（g）+CH₃OH（g）△H=-49.5kJ/mol，
故答案为：CO₂（g）+3H₂（g）=H₂O（g）+CH₃OH（g）△H=-49.5kJ/mol．

点评：本题考查了反应速率的计算，影响平衡的因素，平衡常数的计算，热化学反应方程式的书写，涉及的知识点较多，综合性较强，难度中等．