Question

【題目】面對目前世界范圍內的能源危機，甲醇作為一種較好的可再生能源，具有廣泛的應用前景。

（1）已知在常溫常壓下反應的熱化學方程式：

①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH1＝－90 kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41 kJ·mol－1

寫出由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學方程式：_______________________。

（2）在容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇，平衡時的轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；

②在溫度和容積不變的情況下，再增加a mol CO與2a mol H2，達到新平衡時，CO的轉化率________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，平衡常數________。

（3）關于CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH1＝－90 kJ·mol－1 正確的是_____________________

A.溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化，證明已經達到平衡狀態

B. 2V（CO）正= V（H2）逆

C.溫度和體積一定時，容器內壓強不變，證明已經達到平衡狀態

D.百分比組成2W(CO)=W(H2)，證明已經達到平衡狀態

E.混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態，證明已經達到平衡狀態

F.溫度越高越有利于該反應自發進行

Answer 1

【答案】 CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJ·mol－1 小于 增大 不變 ABCE

【解析】(1)已知式：①CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-90kJmol-1；②CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) △H2=-41kJmol-1，根據蓋斯定律將①-②得：CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49kJmol-1；故答案為：CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49kJmol-1；

(2)①相同溫度下，同一容器中，增大壓強，平衡向正反應方向移動，CO的轉化率增大，根據圖像知，p1小于p2，故答案為：小于；

②在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a mol H2，相當于將2amolCO、4amolH2充入2VL密閉容器中，當反應達到平衡狀態時再縮小體積至VL，增大壓強，平衡向正反應方向移動，所以CO的轉化率增大，由于反應的溫度不變，則平衡常數不變，故答案為：增大；不變；

(3)A.該反應前后氣體的物質的量發生變化，溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再變化，說明氣體的體積不再變化，能夠說明達到平衡狀態，故A正確；B.根據方程式，速率之比等于化學計量數之比，因此2V(CO)正= V(H2)逆，故B正確；C. 該反應前后氣體的物質的量發生變化，溫度和體積一定時，容器內壓強不變，說明容器內氣體的物質的量不再發生變化，能夠證明已經達到平衡狀態，故C正確；D.百分比組成2W(CO)=W(H2)，與反應中通入的氣體的量的多少有關，與平衡狀態無關，故D錯誤；E. 該反應前后氣體的物質的量發生變化，氣體的質量不變，混合氣體的平均相對分子質量不再改變，說明氣體的物質的量不再改變，能夠證明已經達到平衡狀態，故E正確；F.該反應的ΔH＜0，△S＜0，根據△G=△H-T△S，溫度越低，△G越有可能＜0，越有利于該反應自發進行，故F錯誤；故選ABCE。