Question

工业上用CO生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4molH₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH（g）的浓度随时间变化．


（1）在“图1”中，曲线

 

（填：a或b）表示使用了催化剂；该反应属于

 

（填：吸热、放热）反应．
（2）从反应开始到10min达平衡平衡，v（H₂）=

 

；若保持其它条件不变，将反应体系中的CH₃OH（g）移出一部分化学反应速率将

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是
A、CH₃OH（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+3H₂（g）△H=+49.0kJ/mol
B、CH₃OH（g）+3/2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-192.9kJ/mol
又知H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44 kJ/mol，
请写出32g的CH₃OH（g）完全燃烧生成液态水的热化学方程式

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,反应热和焓变,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）根据图中反应的活化能的大小来分析是否使用催化剂，利用反应前后的总能量来分析反应的能量变化；
（2）由图2计算用CO表示的反应速率，再利用反应速率之比等于化学计量数之比来计算氢气的反应速率，根据浓度对化学反应速率的影响作判断；
（3）根据盖斯定律来写热化学方程式；

解答： 解：（1）由图可知，曲线b降低了反应所需的活化能，则b使用了催化剂，又该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，则该反应为放热反应，
故答案为：b；放热；
（2）由图2可知，反应中减小的CO的浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，10min时达到平衡，
则用CO表示的化学反应速率为

0.75mol/L

10min

=0.075mol?L^-1?min^-1，
因反应速率之比等于化学计量数之比，则v（H₂）=0.075mol?L^-1?min^-1×2=0.15mol?L^-1?min^-1；
若保持其它条件不变，将反应体系中的CH₃OH（g）移出一部分，生成物浓度在下降，平衡正向移动，其它物质的浓度也随之下降，反应速率也减小，
故答案为：0.15mol?L^-1?min^-1；减小；
（3）32g的CH₃OH（g）即为1mol，
∵CH₃OH（g）+3/2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-192.9kJ/mol   ①
          H₂O（l）=H₂O（g）△H=+44kJ/mol  ②
 根据盖斯定律
①-②×2得   CH₃OH（g）+3/2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-280.9kJ/mol                         
故答案为：CH₃OH（g）+3/2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-280.9kJ/mol；

点评：本题主要考查了反应中的能量变化、反应速率的计算、热化学方程式的书写以及盖斯定律的运用，难度不大，要注意审题，避免无用信息的干扰．