Question

（10分）工業上用CO生產燃料甲醇。一定條件下發生反應：。圖1表示反應中能量的變化；圖2表示一定溫度下，在體積為2L的密閉容器中加入4mol H₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH(g)的濃度隨時間變化圖。

請回答下列問題：
（1）在“圖1”中，曲線  （填a或b）表示使用了催化劑；該反應屬于  （填吸熱、放熱）反應。
（2）下列說法正確的是      

A．起始充入的CO為1mol

B．增加CO濃度，CO的轉化率增大

C．容器中壓強恒定時，反應已達平衡狀態

D．保持溫度和密閉容器容積不變，再充入1molCO和2molH2，再次達到平衡時n(CH3OH)/n(CO)會減小

（3）從反應開始到建立平衡，v(H₂)=      ；該溫度下CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)的化學平衡常數為      。若保持其它條件不變，將反應體系升溫，則該反應化學平衡常數      （填“增大”、“減小”或“不變”）。
（4）請在“圖3”中畫出平衡時甲醇百分含量（縱坐標）隨溫度（橫坐標）變化的曲線，要求畫壓強不同的2條曲線（在曲線上標出P₁、P₂，且P₁<P₂）。
（5）已知CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(g) ；ΔH＝－192.9kJ/mol
又知H₂O(l)= H₂O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，請寫出32g的CH₃OH(g)完全燃燒生成液態水的熱化學方程式                         。

Answer 1

（1）b  放熱   （2）C    （3）0.15mol·L^-1·min^-1   12  減小
（4） 
（5）CH₃OH(g)＋3/2O₂(g)＝CO₂(g)＋2H₂O(l) ΔH＝－280.9kJ/mol

試題分析：（1）使用催化劑降低反應活化能，所以是曲線b，由曲線可看出生成物能量不反應物能量低，反應發熱。（2）A：CO起始濃度為1mol/L，容器體積2L，故CO起始量應是2mol；B：增加CO濃度，反應速率增大，但轉化率不一定增大；（3）根據反應速率計算公式：V（H₂）=C（H₂）/△t=1.5mol/10min.L=0.15mol·L^-1·min^-1zai
平衡常數，代入數據即可算的。該反應屬于放熱反應，故升高溫度反應向左移動，平衡常數減小。（4）反應是放熱反應，所以升高溫度平衡向左移動，甲醇百分數隨溫度的升高降低；在相同的溫度、體積下，壓強越大，單位體積反應物濃度越高，正反應速率加快，平衡向右移動，故甲醇百分數較高，P₂在P₁之上
點評：綜合考查化學平衡章節的內容，熟悉影響化學反應速率及化學平衡的因素及其原理，在此基礎上進行推導