题目

题型：不详难度：来源：

能源短缺是人类面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源．具有广泛的开发和应用前景．因此甲醇被称为21世纪的新型燃料．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应A：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₁
反应B：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）△H₂
①下列条件中，能说明反应A达到平衡状态的是______．
A．生成甲醇的速率与生成水的速率相等    B．v（H₂）/3=v（CH₃OH）
C．恒容容器中，体系的压强不再改变      D．恒容容器中，混合气体密度不再发生改变
②在一定的压强下，将CO与H₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇，则
△H₂______0，△S______0（填“＞”、“=”或“＜”）．
③对于反应B，若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是______．
A．升高温度                        B．将CH₃OH（g）从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大        D．按原比例再充入CO和H．
④某温度下，将2mol CO和6mol H₂，充人2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol•L^-1，则CO的转化率为______，则该温度下该反应的平衡常数为______．
（2）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（I）十3O₂（g）=CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂ （g）═2CO₂ （g）△H=-566.0kJ•mol^-1
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44.0kJ．mol^-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式______．

答案

（1）①A．无论是否达到平衡状态，都存在生成甲醇的速率与生成水的速率相等，不能用来判断平衡状态的标志，故A错误；    
B．

1

3

v（H₂）=v（CH₃OH），符合反应速率之比等于化学计量数之比，但不能说明正逆反应速率相等，不能判断是否达到平衡，故B错误；
C．反应前后气体的化学计量数不等，恒容容器中，体系的压强不再改变，说明达到平衡状态，故C正确；      
D．化学反应前后气体的质量不变，容器的体积不变，无论是否达到平衡状态，恒容容器中，混合气体密度都不发生改变，不能判断是否达到平衡，故D错误．
故答案为：C；
②由方程式可知，反应生成气体的物质的量减少，则△S＜0，反应能自发进行，应满足△G=△H-T•△S＜0，则△H₂＜0，
故答案为：＜；＜；
③A．由①可知，该反应放热，升温，平衡向逆反应方向移动，甲醇产率减小，故A错误；
B．将CH₃OH（g）从体系中分离，平衡向正反应方向移动，甲醇产率增大，故B正确；
C．充入He，使体系总压强增大，各物质的浓度不变，平衡不移动，故C错误
D．按原比例再充入CO₂和H₂，由等效平衡可知平衡正向移动，甲醇产率增大，故D正确；
故选：BD．
④设一氧化碳的变化量为x，则
                   CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）
初始浓度（mol/L）    1        3         0 
变化浓度（mol/L）   0.8      1.6        0.8
平衡浓度（mol/L）   0.2      2.4        0.8
则CO的转化率=

0.8

1

×100%=80%，平衡常数K=

[CH3OH]

[CO][H2]2

=

0.8

0.2×2．42

=2.04，
故答案为：80%；2.04；
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的反应CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）和反应①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol，②2CO （g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol，③H₂O（g）=H₂O（l）
△H=-44.0kJ/mol之间的关系为：①×

1

2

-②×

1

2

+2×③=-442.8 kJ∕mol，
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8kJ∕mol．