Question

【題目】運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義。

（1）用CO可以合成甲醇。已知：

CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.5kJ·mol－1

CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－283.0kJ·mol－1

H2(g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1

則CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝__kJ·mol－1

（2）下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應(yīng)的反應(yīng)速率的是__(填寫序號)。

a．使用高效催化劑 b．降低反應(yīng)溫度

c．增大體系壓強(qiáng) d．不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來

（3）在一定壓強(qiáng)下，容積為V L的容器中充入amolCO與2amolH2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

①p1__p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；

②100℃時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝__(mol·L－1)－2；

③在其它條件不變的情況下，再增加amolCO和2amolH2，達(dá)到新平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率__(填“增大”、“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】－90.1 ac 小于 增大

【解析】

（1）用CO可以合成甲醇。由蓋斯定律可知，②+③×2-①得到CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）；

（2）溫度越高、壓強(qiáng)越大，使用催化劑都可使反應(yīng)速率增大，降低溫度反應(yīng)速率減慢，從體系中分離出甲醇，相當(dāng)于減少濃度，反應(yīng)速率減慢；

（3）①由圖1可知，溫度相同時(shí)，在壓強(qiáng)為P2時(shí)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率高，由反應(yīng)CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）可知壓強(qiáng)越大，越有利于平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，故壓強(qiáng)P1＜P2；

②由于平衡常數(shù)與壓強(qiáng)沒有關(guān)系，所以根據(jù)圖象可知，在100℃P1時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率是0.5，通過反應(yīng)方程式和公式K=可以求得；

③在其它條件不變的情況下，再增加a molCO與2amolH2，等效為增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大；

（1）（1）用CO可以合成甲醇。已知：①CH3OH（g）+ O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.5kJmol-1；②CO（g）+ O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJmol-1；③H2（g）+ O2（g）=H2O（l）△H=-285.8kJmol-1；由蓋斯定律可知，②+③×2-①得到CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=-283.0kJ/mol-285.8kJ/mol×2+764.5kJ/mol=-90.1kJ/mol，故答案為：-90.1；

（2）溫度越高、壓強(qiáng)越大，使用催化劑都可使反應(yīng)速率增大，降低溫度反應(yīng)速率減慢，從體系中分離出甲醇，相當(dāng)于減少濃度，反應(yīng)速率減慢，故答案為：ac；

（3）①由圖1可知，溫度相同時(shí)，在壓強(qiáng)為P2時(shí)平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率高，由反應(yīng)CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）可知壓強(qiáng)越大，越有利于平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，故壓強(qiáng)P1＜P2，故答案為：小于；

②由于平衡常數(shù)與壓強(qiáng)沒有關(guān)系，所以根據(jù)圖象可知，在100℃P1時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率是0.5，則

CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）

起始濃度（mol/L） 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L）

平衡濃度（mol/L）

所以平衡常數(shù)K==，

故答案為： ；

③在其它條件不變的情況下，再增加a molCO與2amolH2，等效為增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大，故答案為：增大；