Question

科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲

醇。已知H₂（g）、CO（g）和CH₃OH（l）的燃烧热△H分别为-285．8kJ·mol^-1、

-283．0kJ·mol^-1和-726．5kJ·mol^-1。请回答下列问题：

（1）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为             ；

（2）在容积为2L的密闭容器中，由CO₂和H₂合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：T₁、T₂均大于300℃）；

下列说法正确的是          （填序号）

①温度为T₁时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v（CH₃OH）=

mol·L^-1·min^-1

②该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的小

③该反应为放热反应

④处于A点的反应体系从T₁变到T₂，达到平衡时增大

（3）在T₁温度时，将1molCO₂和3molH₂充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO₂转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为            ；

 

Answer 1

【答案】

（1）CH₃OH(L)+O₂(g)====CO(g)+2H₂O(L)  △H=-443.5kJ/mol（3分）

（2）③④（答错无分，答对1个给1分）    （3）1-

【解析】

试题分析：（1）由CO（g）和CH₃OH（l）的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol^-1和-726.5kJ?mol^-1，则

① CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H=-283.0kJ?mol^-1           

② CH₃OH（l）+3/2O₂（g）=CO₂（g）+2 H₂O（l）△H=-726.5kJ?mol^-1            

由盖斯定律可知用②-①得反应CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），

该反应的反应热△H=-726.5kJ?mol^-1-（-283.0kJ?mol^-1）=-443.5kJ?mol^-1，

故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-443.5kJ?mol^-1；

（2）根据题给图象分析可知，T₂先达到平衡则T₂＞T₁，由温度升高反应速率增大可知T₂的反应速率大于T₁，又温度高时平衡状态CH₃OH的物质的量少，则说明可逆反应CO₂+3H₂?CH₃OH+H₂O向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，则T₁时的平衡常数比T₂时的大，③、④正确，②中该反应在T₁时的平衡常数比T₂时的大，故②错误，①中按照其计算速率的方法可知反应速率的单位错误，应为mol?min^-1，故①错误，所以本题的答案选择③④；

（4）由化学平衡的三段模式法计算可知，

根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比，即(1-a+3-3a+a+a)/（1+3）=（2-a）/2=1-。

考点：热化学方程式的书写、化学平衡

点评：本题考查了热化学方程式的书写、化学平衡的相关知识，该题对这些知识的要求比较高，综合性强，解答本题比较费时，该题难度较大。