Question

1．甲醇是新型的汽車動(dòng)力燃料．工業(yè)上可通過(guò)CO和H₂化合制備甲醇，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO （g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）△H₁=-116kJ•mol^-1
（1）下列措施中有利于提高反應(yīng)速率的是CD（雙選，填字母）．
A．降低溫度   B．減小壓強(qiáng)   C．通入CO   D．加入催化劑
（2）已知：CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-283kJ•mol^-1
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₃=-242kJ•mol^-1
寫(xiě)出1mol甲醇燃燒生成CO₂和水蒸氣的熱化學(xué)方程式CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-651kJ•mol^-1
（3）為研究合成氣最合適的起始組成比，在1L容器中，分別在230℃、250℃和270℃下，改變CO和 H₂的起始組成比（設(shè)起始時(shí)CO的物質(zhì)的量為1mol ），結(jié)果如圖所示：
①230℃的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所對(duì)應(yīng)的曲線是X（填字母）．
②從圖中可以得出的結(jié)論是溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越低或n（H₂）：n（CO）越低，CO的轉(zhuǎn)化率越大．（寫(xiě)一條）
③在270℃時(shí)，當(dāng)CO的轉(zhuǎn)化率為50%時(shí)，計(jì)算反應(yīng)CO （g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）的平衡常數(shù)（要求列出化學(xué)反應(yīng)方程式，寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）提高反應(yīng)速率可增大濃度、壓強(qiáng)、溫度或加入催化劑；
（2）利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱；
（3）①正反應(yīng)放熱，則升高溫度CO的轉(zhuǎn)化率降低；
②由圖可知，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越低，CO和 H₂的起始組成比越小，CO的轉(zhuǎn)化率越大；
③計(jì)算出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，結(jié)合K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}$計(jì)算．

解答 解：（1）提高反應(yīng)速率可增大濃度、壓強(qiáng)、溫度或加入催化劑，則C、D正確，而降低溫度、減小壓強(qiáng)可減小反應(yīng)速率，故答案為：CD；
（2））根據(jù)反應(yīng)①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H₁=-116kJ•mol^-1，
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₂=-283kJ•mol^-1，
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₃=-242kJ•mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律：②+③×2-①得：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-651kJ•mol^-1，
故答案是：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-651kJ•mol^-1；
（3）①根據(jù)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小，所以曲線X為230℃，故答案為：X；
②由圖可知，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越低，CO和 H₂的起始組成比越小，CO的轉(zhuǎn)化率越大，故答案為：溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越低或n（H₂）：n（CO）越低，CO的轉(zhuǎn)化率越大；
③由圖象可知當(dāng)270℃、CO的轉(zhuǎn)化率為50%時(shí)，n（H₂）：n（CO）=1.5，則
             CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH （g）
起始（mol/L） 1       1.5
轉(zhuǎn)化（mol/L） 0.5     1        0.5
平衡（mol/L） 0.5     0.5      0.5
K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.5}{0.5×0．{5}^{2}}$=4.00，
故答案為：4.00．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡問(wèn)題，側(cè)重于學(xué)生的分析和計(jì)算能力的考查，為高考常見(jiàn)題型和高頻考點(diǎn)，注意把握?qǐng)D象曲線的變化趨勢(shì)，把握平衡常數(shù)的計(jì)算方法，難度中等．