Question

工业上用CO生产燃料甲醇，发生反应：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H　　图1表示反应过程中能量的变化情况；
（1）在“图1”中，曲线

 

（填：Ⅰ或Ⅱ）表示使用了催化剂；该反应△H

 

0．（填“＞”或“＜”）
（2）一定条件下，在密闭容器中充入a mol CO与 3a mol H₂的混合气体在催化剂作用下发生反应．
①若容器容积不变，下列措施能使上述反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是

 

．
A．升高温度                    
B．将CH₃OH（g）从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大   
D．再充入1mol CO和3mol H₂
E．选择高效催化剂
②为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件，某同学设计了三组实验，部分实验条件
已经填在下面实验设计表中

实验编号	T（℃）	n(CO) n(H2)	P（MPa）
1	150	1 3	0.1
2	a	1 3	5
3	350	b	5

A．则上表中剩余的实验条件数据：a=

 

、b=

 

．
B．根据反应Ⅱ的特点，图2是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图，请指明图中的压强P_x=

 

MPa．

（3）已知：CH ₃OH（g）+

3

2

O ₂（g）=CO ₂（g）+2H ₂O（g）△H=-192.9kJ/molH ₂O（l）=H ₂O（g）△H=+44 kJ/mol，请写出表示CH ₃OH（g）燃烧热的热化学方程式

 

．

Answer 1

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,等效平衡

专题：基本概念与基本理论

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）①据影响平衡移动和化学反应速率的因素解答；
②由图可知，横坐标为温度，纵坐标为CO的转化率，P₁、P₂为两种不同的压强，以此来分析实验数据；
（3）燃烧热是指1mol可燃物燃烧生成稳定化合物时放出的热量．

解答： 解：（1）由图可知，曲线Ⅱ降低了反应所需的活化能，则Ⅱ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，△H＜0，
故答案为：Ⅱ；＜；
（2）①A、升温平衡向吸热的逆向移动，平衡常数减小，故A错误；
B、分离出甲醇，反应速率减慢，故B错误；
C、充入氦气，容器体积不变，反应物和生成物浓度不变，反应速率不变，故C错误；
D、容器容积不变，在充入反应物，反应物浓度增大，反应速率增大，平衡正向移动，故D正确；
E、加入催化剂，不影响平衡移动，个E错误；
故答案为：D；
②A．因图中横坐标为温度，纵坐标为CO的转化率，P₁、P₂为两种不同的压强，则实验中n（CO）/n（H₂）相同，即b=

1

3

，为便于比较，则实验1和实验2的温度应相同，压强不同，即a=150，故答案为；150；

1

3

；
B．由图可知，相同温度时，P_x对应的CO的转化率降低，则P_x为0.1MPa，故答案为：0.1；
（3）燃烧热是指1mol可燃物燃烧生成稳定化合物时放出的热量，C生成二氧化碳，H生成液态水，据盖斯定律，表示CH ₃OH（g）燃烧热的热化学方程式为：
①CH ₃OH（g）+

3

2

O ₂（g）=CO ₂（g）+2H ₂O（g）△H=-192.9kJ/mol，②H ₂O（l）=H ₂O（g）△H=+44 kJ/mol，①-②×2得：
CH ₃OH（g）+

3

2

O ₂（g）=CO ₂（g）+2H ₂O（l）△H=-280.9kJ/mol，
表示CH ₃OH（g）燃烧热的热化学方程式为：
CH ₃OH（g）+

3

2

O ₂（g）=CO ₂（g）+2H ₂O（l）△H=-280.9kJ/mol，
故答案为：CH ₃OH（g）+

3

2

O ₂（g）=CO ₂（g）+2H ₂O（l）△H=-280.9kJ/mol．

点评：本题考查了催化剂对反应的影响、平衡移动的影响因素、平衡图象分析、转化率、盖斯定律的应用，题目难度中等．