题目内容
甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景．工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116kJ?mol-1
（1）下列有关上述反应的说法正确的是 ．
a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c．保持容器体积不变，升高温度可提高CO的转化率
d．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产量
（2）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律．图1是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系．
①在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是 ．
②利用图1中a点对应的数据，计算该反应在对应温度下的平衡常数K （写出计算过程）．
③在答题卡相应位置上画出：上述反应达到平衡后，减小体系压强至达到新的平衡过程中，正逆反应速率与时间的变化关系图2并标注．
（3）已知：CO（g）+
O2（g）=CO2（g）△H2=-283kJ?mol-1H2（g）+
O2（g）=H2O（g）△H3=-242kJ?mol-1则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为 ．
（1）下列有关上述反应的说法正确的是
a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c．保持容器体积不变，升高温度可提高CO的转化率
d．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产量
（2）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律．图1是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系．
①在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是
②利用图1中a点对应的数据，计算该反应在对应温度下的平衡常数K （写出计算过程）．
③在答题卡相应位置上画出：上述反应达到平衡后，减小体系压强至达到新的平衡过程中，正逆反应速率与时间的变化关系图2并标注．
（3）已知：CO（g）+
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考点：化学平衡的影响因素,热化学方程式,转化率随温度、压强的变化曲线
专题：化学平衡专题
分析：（1）根据反应方程式的特征，和平衡移动的相关知识，分析解答；
（2）①合成甲醇的反应是放热反应，温度升高，转化率降低；
②根据平衡常数的意义分析求解；
③上述反应达到平衡后，减小体系压强至达到新的平衡过程中，正逆反应速率都减小，且平衡正反应速率减小的幅度大，逆反应速率减小的幅度小，平衡逆向移动；
（3）根据盖斯定律和题中热化学方程式写出甲醇完全燃烧生成二氧化碳的热化学方程式；
（2）①合成甲醇的反应是放热反应，温度升高，转化率降低；
②根据平衡常数的意义分析求解；
③上述反应达到平衡后，减小体系压强至达到新的平衡过程中，正逆反应速率都减小，且平衡正反应速率减小的幅度大，逆反应速率减小的幅度小，平衡逆向移动；
（3）根据盖斯定律和题中热化学方程式写出甲醇完全燃烧生成二氧化碳的热化学方程式；
解答：
解：（1）a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化，说明气体的总物质的量不变，则可逆反应达到平衡，故a正确；
b．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍，都反映的是逆向，所以不一定达到平衡，故b错误；
c．保持容器体积不变，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低，故c错误；
d．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间，平衡不移动，所以不改变CH3OH的产量，故d错误；故选：a；
（2）①根据反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116kJ?mol-1，是放热反应，温度越高，转化率越低，所以曲线Z对应的温度是270℃，
故答案是：270℃；
②根据图象可知CO的转化率为50%，H2的物质的量为1.5 mol
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
起始物质的量浓度（mol/L） 1 1.5 0
转化物质的量浓度（mol/L） 0.5 1 0.5
平衡物质的量浓度（mol/L） 0.5 0.5 0.5
K=
=
=4L2?mol-2
故答案为：4L2?mol-2；
③上述反应达到平衡后，减小体系压强至达到新的平衡过程中，正逆反应速率都减小，且平衡正反应速率减小的幅度大，逆反应速率减小的幅度小，平衡逆向移动
，所以图象为：
，故答案为：；
（3）①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116kJ?mol-1
②CO（g）+
O2（g）=CO2（g）△H2=-283kJ?mol-1
③H2（g）+
O2（g）=H2O（g）△H3=-242kJ?mol-1 根据盖斯定律：-①+②+③×2得：
CH3OH（g）+
O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-651kJ?mol-1，
故答案是：CH3OH（g）+
O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-651kJ?mol-1．
b．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍，都反映的是逆向，所以不一定达到平衡，故b错误；
c．保持容器体积不变，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低，故c错误；
d．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间，平衡不移动，所以不改变CH3OH的产量，故d错误；故选：a；
（2）①根据反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116kJ?mol-1，是放热反应，温度越高，转化率越低，所以曲线Z对应的温度是270℃，
故答案是：270℃；
②根据图象可知CO的转化率为50%，H2的物质的量为1.5 mol
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）
起始物质的量浓度（mol/L） 1 1.5 0
转化物质的量浓度（mol/L） 0.5 1 0.5
平衡物质的量浓度（mol/L） 0.5 0.5 0.5
K=
| c(CH3OH) |
| c2(H2)?c(CO) |
| 0.5mol/L |
| (0.5mol/L)2×0.5mol/L |
故答案为：4L2?mol-2；
③上述反应达到平衡后，减小体系压强至达到新的平衡过程中，正逆反应速率都减小，且平衡正反应速率减小的幅度大，逆反应速率减小的幅度小，平衡逆向移动
，所以图象为：
，故答案为：；（3）①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1=-116kJ?mol-1
②CO（g）+
| 1 |
| 2 |
③H2（g）+
| 1 |
| 2 |
CH3OH（g）+
| 3 |
| 2 |
故答案是：CH3OH（g）+
| 3 |
| 2 |
点评：本题考查了影响反应速率的因素及反应平衡常数的计算、热化学方程式的书写等知识，注意盖斯定律的应用，本题难度中等
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