【題目】甲醇是一種重要的化工原料,工業(yè)上利用CO2和H2在一定條件下反應合成甲醇。

(1)已知:

①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1275.6kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1

③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1

寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式_______________________。

(2)在容積為1L的密閉容器中,投入1molCO和2molH2,在不同條件下發(fā)生反應:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。實驗測得平衡時甲醇的物質的量隨溫度、壓強變化如圖1所示:

①該反應的△H_____0(填“>”、“<”或“=”),判斷理由是_______________

②M點時,CO的轉化率為________。506K時該反應的平衡常數(shù)K=________(保留三位小數(shù))。

③某同學繪制的壓強為p時,不同溫度下上述反應的平衡常數(shù)的對數(shù)值(lgK)如圖2所示。A、B、C、D、E五點中能正確表示該反應的lgK與溫度(T)的關系的點為____________。

④下列敘述能說明反應CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)達到平衡狀態(tài)的是________(填序號)。

A.單位時間內生成2molH2的同時消耗1molCO

B.反應過程中c(CO):c(CH3OH)=1:1

C.恒溫恒容時,混合氣體的密度保持不變

D.絕熱恒容時,反應的平衡常數(shù)不再變化

【答案】 CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=- 442.8kJ/mol 從圖像看出:隨著溫度升高,甲醇的物質的量減少,說明平衡逆向移動,正反反應放熱 25% 0.148 ABE AD

【解析】(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1275.6kJ·mol-1

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1

H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律可知(①-②+③×4)/2即得到甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-442.8kJ/mol。

(2)①從圖像可以看出:隨著溫度升高,甲醇的物質的量減少,說明平衡逆向移動,正反應放熱,因此該反應的△H0。②M點時甲醇是0.25mol,根據(jù)方程式可知消耗CO0.25mol,所以CO的轉化率為25%。平衡時消耗氫氣是0.5mol,剩余CO和氫氣分別是0.75mol、1.5mol,容積為1L,所以506K時該反應的平衡常數(shù)K。③正反應放熱,升高溫度平衡向逆反應方向進行,平衡常數(shù)減小,lgK減小,所以能正確表示該反應的lgK與溫度(T)的關系的點為ABE。④A.單位時間內生成2molH2的同時消耗1molCO表示正逆反應速率相等,達到平衡狀態(tài),A正確;B.反應過程中c(CO):c(CH3OH)=11不能說明正逆反應速率相等,反應不一定達到平衡狀態(tài),B錯誤;C.密度是混合氣的質量和容器容積的比值,在反應過程中質量和容積始終是不變的,因此恒溫恒容時,混合氣體的密度保持不變不能說明反應達到平衡狀態(tài),C錯誤;D.絕熱恒容時,反應的平衡常數(shù)不再變化說明溫度不再發(fā)生變化,反應達到平衡狀態(tài),D正確,答案選AD。

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其體積由大到小的順序是_______(填序號,下同),其中質量由大到小的順序為__________,氣體的密度由大到小的順序是_____________________。

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B. 當電流計指針歸零后,閉合K1,斷開K2后,乙池溶液濃度上升

C. 當電流計指針歸零后,閉合K1,斷開K2后,乙中Ag電極質量增加

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選項

單質

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A

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B

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磷酸

燒堿

C

C60

醋酸

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D

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A.AB.BC.CD.D

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