Question

甲醇是一種非常好的燃料．熔點(diǎn)-97.8°C，沸點(diǎn)64.5°C．一定條件下，CO與H₂反應(yīng)可制得甲醇：CO+2H₂ CH₃OH
圖1表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中的能量變化；圖2表示100°C，在體積為2L的恒容容器中加入4molH₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化情況．

（1）已知CO的燃燒熱為283kJ/mol，H₂的燃燒熱為285.8kJ/mol，寫出表示CH₃OH燃燒熱的熱化學(xué)方程式

CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-725.6mol/L

．
（2）根據(jù)上圖2計(jì)算：該溫度下，反應(yīng)CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g）△H＜0的平衡常數(shù)為

12（mol/L）^-2

；10min后，容器內(nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?!--BA-->

1

2

倍；改變下列條件，能提高CO轉(zhuǎn)化率的是

ADE

．
A．降低溫度B．加催化劑
C．充入氬氣，使體系壓強(qiáng)增大D．再充入1molCO和2molH₂
E．恒溫恒容改為恒溫恒壓．

Answer 1

分析：（1）利用蓋斯定律計(jì)算；
（2）計(jì)算出平衡時各物質(zhì)的平衡濃度，根據(jù)平衡常數(shù)等于生成的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積可求得平衡常數(shù)，根據(jù)阿伏加德羅定律可知壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，使平衡向正反應(yīng)方向移動有利于提高CO轉(zhuǎn)化率．

解答：解：（1）CO的燃燒熱為283kJ/mol，則CO的與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）；△H=-283kJ/mol①
H₂的燃燒熱為285.8kJ/mol，則H₂與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）；△H=-285.8kJ/mol②
由圖1可知，CO與H₂反應(yīng)可制得甲醇的熱化學(xué)方程式為：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）；△H=-129kJ/mol③
根據(jù)蓋斯定律，則CH₃OH燃燒熱的熱化學(xué)方程式由①+②×2-③可得：
CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-725.6mol/L，
故答案為：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-725.6mol/L；
（2）根據(jù)平衡時CO的濃度為0.25mol/L可知，反應(yīng)消耗的H₂物質(zhì)的量為2×2L×0.75mol/L=3mol，則平衡時H₂的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L，根據(jù)平衡常數(shù)等于生成的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積可得，
k=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

=

0.75mol/L

0.25mol/L×(0.5mol/L)2

=12（mol/L）^-2；
平衡時n（CO）=0.5mol，n（H₂）=1mol，n（CH₃OH）=1.5mol，共3mol，
起始時，n（CO）=2mol，n（H₂））=4mol，共6mol，
根據(jù)阿伏加德羅定律可知壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，10min后，容器內(nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?span id="91jzxyh" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

3

6

=

1

2

倍，
A．因正反應(yīng)放熱，降低溫度可使平衡向正反應(yīng)方向移動，提高CO的轉(zhuǎn)化率，故A正確；
B．加催化劑，平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變，故B錯誤；
C．充入氬氣，使體系壓強(qiáng)增大，對于參加反應(yīng)的物質(zhì)來說，濃度不變，平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變，故C錯誤；
D．再充入1molCO和2molH₂壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，提高CO的轉(zhuǎn)化率，故D正確；
E．恒溫恒容改為恒溫恒壓，壓強(qiáng)較恒容時大，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，提高CO的轉(zhuǎn)化率，故E正確．
故答案為：12（mol/L）^-2；

1

2

；ADE．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡移動以及平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算，題目難度較大，本題注意熱化學(xué)方程式的書寫．