Question

【題目】近年來甲醇用途日益廣泛，越來越引起商家的關注，工業上甲醇的合成途徑多種多樣。現在實驗室中模擬甲醇合成反應，在2 L密閉容器內，400 ℃時發生反應：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，體系中甲醇的物質的量n(CH3OH)隨時間的變化如表：

時間(s)	0	1	2	3	5
n(CH3OH) (mol)	0	0.009	0.012	0.013	0.013

（1）下圖中表示CH3OH的濃度變化的曲線是_________（填字母）。

（2）用H2表示從0~2s內該反應的平均速率v(H2) ＝__________。隨著反應的進行，該反應的速率在逐漸減慢的原因是 _____________。

（3）能說明該反應已達到平衡狀態的是________。

a．容器內CO與CH3OH的濃度相等 b．v逆(CO) ＝ v正(H2)

c．容器內氣體的密度保持不變 d．容器內氣體的壓強不變

（4）該反應是一個放熱反應，說明該反應中破壞1mol CO和2mol H2的化學鍵吸收的能量_________形成1mol CH3OH釋放的能量（填“﹤”、“=”或“﹥”）。

（5）已知在400 ℃時，反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) 生成1 mol CH3OH(g)，放出的熱量為116 kJ。計算上述反應達到平衡時放出的熱量Q ＝_________kJ。

Answer 1

【答案】 b 0.006 mol /（L·s） 反應物的濃度減小 d ＜ 1.508

【解析】（1） CH3OH是產物,隨反應進行物質的量增大,平衡時物質的量為0.013 mol，在2 L密閉容器內，甲醇的濃度為0.013/2=0.0065mol/L, 根據圖像分析，只有b符合；正確答案：b。

（2）在2 L密閉容器內，0~2s內，甲醇變化了0.012 mol，根據方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知，氫氣變化了0.024 mol，濃度變化了0.012 mol/L, v(H2) ＝0.012/2=0.006 mol /（L·s）；隨著反應的進行，反應物的濃度減小，該反應的速率在逐漸減慢；正確答案：0.006 mol /（L·s）； 反應物的濃度減小。

（3）平衡時濃度不再發生變化，但物質之間的濃度不一定相等或滿足某種關系，a錯誤；反應速率之比等于化學方程式計量數之比，所以2v逆(CO) ＝ v正(H2)，反應達到平衡狀態，v逆(CO) ＝ v正(H2) 不滿足速率系數比關系，b錯誤；反應前后氣體的總質量始終保持不變，容器的體積也不變，因此混合氣體的密度始終保持不變，不能判定反應是否達到平衡狀態，c錯誤；反應前后氣體體積不相同，壓強不變說明反應達到平衡狀態，d正確；正確選項d。

（4）反應熱H =反應物斷鍵吸收的總能量-生成物成鍵放出的總能量，因為該反應是一個放熱反應，所以H<0，說明該反應中破壞1mol CO和2mol H2的化學鍵吸收的能量小于形成1mol CH3OH釋放的能量；正確答案：＜。

（5）根據圖表可知CH3OH是產物,隨反應進行物質的量增大,平衡時物質的量為0.013 mol，生成1mol CH3OH(g)，放出的熱量為116 kJ，則生成0.013 mol CH3OH(g)，放出的熱量為116×0.013= 1.508 kJ；正確答案：1.508。