题目内容
【题目】( 14分)
I .（1）已知H2的燃烧热285.8KJ/mol，写出液态水电解生成H2和O2的热化学方程式 ；
（2）已知2SO2(g)+O2(g) = 2SO3(g) ΔH＝－197 kJ/mol，相同温度和压强条件下，4molSO2和2molO2充入容器中反应至平衡时放出的能量为Q KJ，则Q 394KJ(填“>”“<”或“=”)
II.甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应I：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
反应II：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
（1）由表中数据判断ΔH2 0(填“＞”、“＜”或“＝”)，
（2）若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是 ，
A．升高温度
B．将CH3OH(g)从体系中分离
C．使用合适的催化剂
D．恒温恒容充入He，使体系总压强增大
E．按原比例再充入 CO和 H2
（3）某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2L的恒容密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)=0.2 mol·L-1，则CO的转化率为 ，此时的温度为 (从上表中选择)；
（4）恒温下，1mol CO和nmol H2在一个容积可变的密闭容器中反应达到平衡后，生成a molCH3OH．若起始时放入3molCO+3nmolH2，则达平衡时生成CH3OH_______mol。
【答案】
I．（1）H2O(l)=H2(g)+O2(g)ΔH=+285.8KJ/mol（2）<
II.（1）＜（2）BE（3）80%；250℃（4）3a
【解析】
试题分析：I．（1）已知H2的燃烧热285.8KJ/mol，其燃烧的热化学方程式为 H2(g) + 
O2(g) = H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol；则液态水电解生成氢气和氧气的热化学方程式为H2O(l) = H2(g)+ 
O2(g) ΔH=+285.8KJ/mol；
（2）SO2和O2反应生成SO3是可逆反应，转化率不可能达到100%，4molSO2和2molO2充入容器中反应至平衡时，实际参加反应的SO2的物质的量小于4mol，则放出的能量为Q <394KJ；
II．（1）根据图表知，反应Ⅱ随温度升高，平衡常数减小，说明升高温度平衡逆向移动，所以该反应是放热反应，则△H2＜0；
（2）A．升高温度，平衡逆移，甲醇产率降低，故错误；B．将CH3OH(g)从体系中分离出来，平衡正移，甲醇产率增大，故正确；C．使用合适的催化剂，平衡不移动，故错误；D．充入He，使体系总压强增大，平衡不移动，故错误；E．按原比例再充入CO和H2，增大了压强平衡正移，甲醇产率增大，故正确；故答案为BE；
（3）按反应II充分反应达到平衡后，测得c(CO)=0.2mol/L，物质的量为0.4mol；
CO (g)+2H2 (g)
CH3OH (g)
起始量(mol) 2 6 0
变化量(mol) x 2x x
平衡量(mol) 2-x 6-2x x
平衡时一氧化碳的物质的量：2-x=0.4mol，所以x=1.6mol
平衡时各物质的浓度：c(CO)=0.2mol/L×2L=0.4mol，c(H2)=
=1.4mol/L，c(CH3OH)=1.6/2=0.8mol/L；
一氧化碳的转化率=
=80%，K=
=2.041，由表格可知温度为250℃；
（4）恒温下，1mol CO和nmol H2在一个容积可变的密闭容器中反应达到平衡后，生成a molCH3OH．若起始时放入3molCO+3nmolH2，依据恒温恒压容器中达到的平衡是等效平衡，所以容器中生成甲醇物质的量为3a。
