Question

（16分）甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H₂和CO化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为：2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)   

（1）已知：      

      

 1 mol甲醇气体完全燃烧生成CO和水蒸气的热化学方程式为                    。

（2）下列措施中有利于提高2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)反应速率的是         （双选)。

A．分离出CH₃OH    B．升高温度    C．减小压强    D．加入合适的催化剂

（3）（3）用H₂和CO化合制备甲醇的反应中，若反应的容积为1L的恒容容器，分别在230℃、250℃和270℃下，改变H₂和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量固定为1mol）进行实验，结果如下图所示（图中曲线上的点都为一定温度下、一定组成下的平衡点）：

①曲线X对应的温度是              。

②从图中可以得出的结论有                                （任写一条）。

（4）若往反应的容积中加入1.5molH₂ 和1.0molCO，在曲线Z对应温度下反应达平衡。利用上述图中a点对应的CO平衡转化率，计算2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)的平衡常数。（写出计算过程）

 

Answer 1

【答案】

(1) (3分)

（2）BD （4分）    （3）①230℃（3分）

②其他条件不变，CO的平衡转化率随着H₂与CO的起始组成比增大而增大（或：其他条件不变，CO的平衡转化率随温度升高而降低。）  （2分）

（4）a点H₂与CO的起始组成比为1.5，CO的平衡转化率为50％。（1分）

2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)

起始物质的量(mol)  1.5      1           0     

转化物质的量(mol）  1      0.5         0.5

平衡物质的量(mol)  0.5      0.5         0.5

平衡浓度(mol/L)    0.5      0.5         0.5        （1分）

     （2分）

【解析】（1）考查盖斯定律的应用。根据已知反应可知，②＋③×2－①即得到，所以反应热是－283kJ/mol－242 kJ/mol×2＋116 kJ/mol＝－651 kJ/mol.

（2）考查外界条件对反应速率对影响。增大反应物的浓度或升高温度或使用催化剂等都可以加快反应速率，BD正确，AC都是降低反应速率的，答案选BD。

（3）①应用反应是放热反应，所以温度越高，转化率越低。X曲线表示的转化率最大，所以温度最低，即X表示的是230℃。

②根据图像可知，其他条件不变，CO的平衡转化率随着H₂与CO的起始组成比增大而增大。

（4）考查平衡常数的有关计算。

a点H₂与CO的起始组成比为1.5，CO的平衡转化率为50％

2H₂(g)＋CO(g)CH₃OH(g)

起始物质的量(mol)  1.5      1           0     

转化物质的量(mol）  1      0.5         0.5

平衡物质的量(mol)  0.5      0.5         0.5

平衡浓度(mol/L)    0.5      0.5         0.5       

所以