Question

（16分）甲醇是一種可再生燃料。在容積為2L的密閉容 器中進行反應：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ，其他條件不變，在300℃和500℃時，物質(zhì)的量n(CH3OH)-反應時間t的變化曲線如圖所示。

（1）該反應的△H 0 （填>、<或=）

（2）300℃時，0-t1 min內(nèi) CH3OH的平均生成速率為

（3）若要提高甲醇的產(chǎn)率，可采取的措施有_______ 。（填字母）

A 縮小容器體積B 降低溫度

C 升高溫度 D 使用合適的催化劑

E．甲醇從混合體系中分離出來

（4）300℃時，CO、H2的起始物質(zhì)的量分別為2mol和3mol，若圖中n1數(shù)據(jù)為0.5mol，試計算300℃下，該反應的平衡常數(shù)（寫出計算過程，保留兩位有效數(shù)字）

（5）工業(yè)上也可以用CO2和H2反應制得甲醇。在2×105Pa、300℃的條件下，若有440g CO2與H2恰好完全反應生成甲醇和水，放出495kJ的熱量，試寫出該反應的熱化學方程式 。

 

Answer 1

（1）<

（2）n1/2t1mol/(L·min)；

（3）ABE

（4）根據(jù)題意，300℃時，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

開始(mol/L) 1 1.5 0

轉(zhuǎn)化(mol/L) 0.25 0.5 0.25

平衡(mol/L) 0.75 1 0.25

根據(jù)平衡常數(shù)的表達式K=c（CH3OH）/c(CO)×c(H2)2 =0.25 mol/L /(0.75 mol/L×12mol/L)=0.33(L/mol)2;

（5）CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.5kJ/mol。

【解析】

試題分析：（1）溫度升高，甲醇的物質(zhì)的量減少，說明溫度升高，平衡逆向移動，則正向是放熱反應，△H<0；

（2）300℃時，0-t1 min內(nèi) CH3OH的物質(zhì)的量增加n1mol，所以0-t1 min內(nèi) CH3OH的平均生成速率為n1mol/2L/t1 min=n1/2t1mol/(L·min)；

（3）提高甲醇的產(chǎn)率，則應使平衡正向移動。A、縮小容器體積，壓強增大，平衡正向移動，正確；B、降低溫度，平衡正向移動，正確；C、升高溫度，平衡逆向移動，錯誤；D、使用催化劑，對平衡無影響，錯誤；E、分離甲醇，使生成物濃度減少，平衡正向移動，正確，答案選ABE；

（4）根據(jù)題意，300℃時，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

開始(mol/L) 1 1.5 0

轉(zhuǎn)化(mol/L) 0.25 0.5 0.25

平衡(mol/L) 0.75 1 0.25

根據(jù)平衡常數(shù)的表達式K=c（CH3OH）/c(CO)×c(H2)2 =0.25 mol/L /(0.75 mol/L×12mol/L)=0.33(L/mol)2;

（5）440g CO2的物質(zhì)的量是10mol，則1mol二氧化碳與氫氣反應生成甲醇和水放出49.5kJ的熱量，所以熱化學方程式是CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.5kJ/mol。

考點：