Question

【題目】以天然氣為原料合成甲醇。有關熱化學方程式如下：

①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH1=-70.8 kJ·mol-1

②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2

③2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g) ΔH3=-251.0 kJ·mol-1

（1）ΔH2=________kJ·mol-1。

（2）在恒容密閉容器里，按物質的量比1:1加入一定量的碳和水蒸氣反應生成水煤氣。一定條件下達到平衡，當改變反應的某一條件時，下列變化能說明平衡一定向正反應方向移動的是_________。（填序號）

A．正反應速率先增大后減少 B．化學平衡常數K減少

C．再加入一定量碳 D．反應物氣體體積分數增大

（3）在體積可變的密閉容器中投入1molCO和2mol H2，在不同條件下發生反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。實驗測得CH3OH的物質的量隨溫度、壓強的變化如下圖所示。

①該反應自發進行的條件是________（填“低溫”、“高溫”或“任意溫度”）

②506K時，反應平衡時H2的轉化率為________；壓強：p1________(填“>”“<”或“=”)p2。

③反應速率：N點v正(CO)________(填“>”“<”或“=”)M點v逆(CO)。

（4）已知常溫下，H2A在水中存在以下平衡：H2AH++HA﹣，HA﹣H++A2﹣，H2A的鈣鹽（CaA）飽和溶液中存在平衡：CaA（s）Ca2+（aq）+A2﹣（aq）△H＞0。

①溫度升高時，Ksp________（填“增大”、“減小”或“不變”下同）。

②滴加少量濃鹽酸，c（Ca2+）________。

Answer 1

【答案】-90.1 A 低溫 25% > < 增大 增大

【解析】

（1）根據蓋斯定律，①-②×2=③，則ΔH1-ΔH2×2=ΔH3，求出ΔH2=-90.1kJ·mol-1。

（2）A．C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，一定條件下達到平衡，改變反應的某一條件，正反應速率先增大后減少，后減小是因為平衡向正反應方向移動，反應物濃度的下降，如增大H2O(g)的濃度，A項正確；B．C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0，降低溫度，化學平衡常數K減少，平衡逆向移動，B項錯誤；C．碳為固體，濃度視為常數，量的改變不引起平衡移動，C項錯誤；D．若增大產物CO(g)、H2(g)的濃度，平衡逆向移動，反應物H2O(g)氣體體積分數增大，D項錯誤。答案選A。

（3）①P1、P2為等壓線，即各條線上每點的壓強相等，隨溫度升高，CH3OH的物質的量減少，說明該可逆反應正向放熱，△H<0，正反應方向氣體計量數和減小，△S<0，根據△G=（△H-T.△S）<0，反應可自發進行，該反應自發進行的條件是低溫。

② CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)

起始物質的量 1mol 2mol 0

變化的物質的量 xmol 2xmol xmol

平衡時物質的量 (1-x)mol 2(1-x)mol xmol

M點n(CH3OH)=0.25mol，x=0.25，506K時，反應平衡時H2的轉化率為；

M點、N點溫度為506K，N點n(CH3OH)減少，由M點到N點平衡逆向移動，N點壓強更小，壓強：p1>p2。

③M點、N點處于化學平衡狀態，υ正=υ逆，N點壓強更小，速率更小，反應速率：N點υ正(CO) < M點υ逆(CO)。

（4）①CaA（s）Ca2+（aq）+A2﹣（aq） △H＞0。溫度升高時，平衡正向移動，Ksp增大。

②滴加少量濃鹽酸，H++A2﹣HA﹣，CaA（s）Ca2+（aq）+A2﹣（aq），減小CaA溶解平衡中c(A2-)，平衡正向移動，c（Ca2+）增大。