题目内容

（19分）我国《车用燃料甲醇国家标准》的实施拉开了车用燃料低碳革命的大幕，一些省市正在陆续试点与推广使用甲醇汽油。甲醇可通过将煤的气化过程中生成的CO和H2在一定条件下发生如下反应制得：CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)。图I、图Ⅱ是关于该反应进行情况的图示。

请根据图示回答下列问题：
（1）图I是反应时CO和CH3OH的浓度随时间的变化情况，从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)=_______________。
（2）图Ⅱ表示该反应进行过程中能量的变化，曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，在图Ⅱ中画出使用催化剂后的能量变化曲线b。
（3）写出该反应的热化学方程式                                  。
（4）该反应的平衡常数K的表达式为                 ；当温度升高时，该平衡常数K将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（5）恒容条件下，下列措施中能使增大的有         。
A．升高温度                              B．充人He气   
C．再充入1molCO和2molH2               D．使用催化剂
（6）在恒温条件下，保持CO浓度不变，扩大容器体积，则平衡      （填“逆向移动”、“正向移动”、“不移动”）
（7）在温度、容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投料，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下
容器
甲
乙
丙
投料量
1mol CO 、2mol H2
1molCH3OH
2molCH3OH
CH3OH的浓度（mol·L-1）
c1
c2
c3
反应的能量变化
放出Q1kJ
吸收Q2kJ
吸收Q3kJ
体系压强（Pa）
P1
P2
P3
反应物转化率
α1
α2
α3
则下列关系正确的是          
A．c1= c2           B．Q3= 2Q2        C．2 P1＜P3 
D．α1+α2=1      E．2α2=α3
F．该反应若生成1molCH3OH放出的热量为（Q1+ Q2）kJ
（8）若在一体积可变的密闭容器中充入1mol CO、2mol H2和1molCH3OH，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，则该反应向      （填“正”、“逆”）反应方向移动，理由是                                        
（1）0.075mol/(L·min) 
（2）
（3）CO(g) + 2H2(g)   CH3OH(g)；△H= -91kJ·mol-1
（4）   减小      
（5）C
（6）逆向移动  （7）ADF
（8）正   反应前后气体总质量不变，同温同压下达到平衡时气体密度增大，即气体体积缩小，平衡正向移动

试题分析：（1）v(CO)===0.075mol/(L·min)。
（2）使用催化剂降低反应活化能，但△H不变。图象为：

（3）反应物能量比生成物能量高，反应为放热反应，热化学方程式为：
CO（g）+2H2(g)=CH3OH(g)   △H= －91kJ·mol－1
（4）反应平衡常数表达式为，反应为放热反应，升高温度，平衡向左移动，K减小。
（5）升高温度，平衡左移，减小；充入He气和使用催化剂，平衡不移动，不变；再充入1molCO和2molH2等效于增大压强，平衡向右移动，增大。
（6）恒温，K不变，保持CO浓度不变，扩大容器体积，浓度商Q>K，平衡向逆反应方向移动。
（7）甲和乙完全等效，c1=c2，1+2=1，Q1+Q2=91，p1=p2；
乙与丙比较：c3>2c2，Q3<2Q2，p3<2p2，3<2。
（8）体系中全是气体，质量守恒，达到平衡时气体密度增大，所以体积缩小，反应向正方向进行。
点评：本题综合性较强，尤其是（7）等效平衡的判断难度较大。
练习册系列答案
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已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1。下列说法中不正确的是 （   ）
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B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1
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D．断开1 mol H2O的化学键吸收的总能量大于断裂1 mol H2和0.5 mol O2的化学键所吸收的总能量
已知下列两个热化学方程式：2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)△H ＝－ 586.7 kJ/mol
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（10分）（1）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　ΔＨ＝－574 kJ·mol-1
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若用标准状况下4.48ＬCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为　　　　（阿伏伽德罗常数用NA表示），放出的热量为　　　　　    kJ。
（2）已知：C3H8(g )  ====  CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g)       △H1＝156.6kJ·mol-1
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则相同条件下，反应C3H8(g)====CH3CH＝CH2 (g)＋H2(g)的△H＝    kJ·mol-1。
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物 质
燃烧热（kJ·mol－1）
H2(g)
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(15分)依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
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⑴E的大小对该反应的反应热有无影响?           。
该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低?          ；
⑵图中H=             kJ·mol-1;
⑶如果反应速率v（SO2）为0.05 mol·L-1·min-1则v（O2）=         mol·L-1·min-1；
v（SO3）=         mol·L-1·min-1；
已知下列热化学方程式：
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(3) H2(g)+O2(g)==H2O(l)                  △H3= －285 kJ·mol-1
则反应2C(s)+2H2(g)+O2(g) ==CH3COOH(l) 的反应热△H为（  ）
A．—243.5 kJ·mol-1B．—487 kJ·mol-1C．—1113.5 kJ·mol-1D．—2227 kJ·mol-1

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