Question

【題目】節(jié)能減排已經(jīng)成為全社會(huì)的共識(shí)，浙江省在原先推行乙醇汽油的基礎(chǔ)上，開始試點(diǎn)甲醇汽油(即在汽油中添加一定量的甲醇)，根據(jù)檢測(cè)的數(shù)據(jù)分析認(rèn)為，若寧波全市的140余萬(wàn)輛機(jī)動(dòng)車全部使用甲醇汽油，一年內(nèi)能減少有害氣體(一氧化碳)排放量將近100萬(wàn)噸。常利用煤氣化過程中生成的CO和H2來制備甲醇:CO+2H2CH3OH。請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問題:

圖1　　　　　　　　　 圖2

（1）關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中，正確的是____(填字母)。

A.ΔH>0，ΔS>0　　　　　B.ΔH>0，ΔS<0

C.ΔH<0，ΔS<0　　　　　D.ΔH<0，ΔS>0

（2）現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO和3 mol H2，測(cè)得CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖1所示。從反應(yīng)開始到反應(yīng)達(dá)到平衡，CO的平均反應(yīng)速率v(CO)=_____，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______。

（3）恒容條件下，達(dá)到平衡后，下列措施中能使n (CH3OH)/n(CO)增大的有______。

A.升高溫度　　　　　　　　　　　　 B.充入氣體He

C.再充入1 mol CO和3 mol H2 　　　 D.使用催化劑

（4）若在一體積可變的密閉容器中充入1 mol CO、2 mol H2和1 mol CH3OH，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍(此過程三種物質(zhì)均處于氣態(tài))，則平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為_____________g/mol。

（5）根據(jù)圖2，寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________。

Answer 1

【答案】 C 0.075 mol/(L·min) C 25.6 CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=-91 kJ/mol

【解析】試題分析：（1）根據(jù)圖2，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)放熱，△H<0，氣體的物質(zhì)的量減少，熵減小，△S<0，故選C。

（2）CO的平均反應(yīng)速率v(CO)＝=0.075mol/(Lmin)。

根據(jù)反應(yīng)方程式：CO + 2H2CH3OH

起始（mol/L） 1 3 0

反應(yīng) 0.75 1.5 0.75

平衡 0.25 1.5 0.75

反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝=，故填：0.075mol/(Lmin)；

（3）因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡將向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，將減小，A錯(cuò)誤；恒容條件下，充入He氣，平衡不移動(dòng)，將保持不變，B錯(cuò)誤；再充入1molCO和3mol H2相當(dāng)于增大了壓強(qiáng)，平衡將向正反應(yīng)方向移動(dòng)，將增大，C正確；使用催化劑，平衡不移動(dòng)，仍將保持不變，D錯(cuò)誤，故選C；

（4）根據(jù)達(dá)到平衡時(shí)測(cè)的混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍，可知平衡時(shí)混合氣體的體積減小，平衡向右移動(dòng)，且平衡前與平衡后氣體的體積比為1.6:1，即物質(zhì)的量為1.6:1。

CO + 2H2CH3OH

起始（mol） 1 2 1

反應(yīng) x 2x x

平衡 1—x 2—2x 1+x

有=，解得：x=0.75mol，平衡時(shí)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量＝=25.6g/mol。故填：25.6

（5）由圖2可得：1 mol CO與2 mol H2反應(yīng)生成1 mol CH3OH氣體的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且反應(yīng)熱為：419—510=-91KJ/mol；即該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，△H=-91KJ/mol，故填：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，△H=-91KJ/mol。