Question

【題目】回答下列問題：

（1）已知室溫下CO的燃燒熱為283kJ/mo1，則CO的燃燒熱的熱化學方程式為____。

（2）工業上利用CO和H2合成清潔能源CH3OH，其反應為：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-116kJ/mo1

如圖表示CO的平衡轉化率(α)隨溫度和壓強變化的示意圖。

X表示的是_____，Y1___Y2(填“<”、“=”、“>”)。

（3）合成甲醇的反應原理為：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，在1L的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，在500℃下發生反應，測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

①反應進行到4min時，v(正)___v(逆)(填“>”“<”或“=”)。0~4min，CO2的平均反應速率v(CO2)=_____mol·L1·min1。

②該溫度下平衡常數為____。

③下列能說明該反應已達到平衡狀態的是____。

A．v正(CH3OH)=3v逆(H2)

B．CO2、H2、CH3OH和H2O濃度之比為1∶3∶1∶1

C．恒溫恒壓下，氣體的體積不再變化

D．恒溫恒容下，氣體的密度不再變化

Answer 1

【答案】CO(g)+1/2O2(g)CO2(g) △H=-283kJ/mo1 壓強 < > 0.125mol·L1·min1 5.33(或5.3或16/3) C

【解析】

（1）在一定條件下，1mol可燃物完全燃燒生成穩定氧化物時所放出的熱量是燃燒熱，已知室溫下CO的燃燒熱為283kJ/mo1，則CO的燃燒熱的熱化學方程式為CO(g)+1/2O2(g)CO2(g) △H=-283kJ/mo1。

（2）隨X的增大CO的平衡轉化率增大，這說明平衡向正反應方向進行，由于正反應是體積減小的放熱的可逆反應，則X表示的是壓強。相同壓強下，升高溫度平衡向逆反應方向進行，CO的平衡轉化率減小，因此Y1＜Y2。

（3）①反應進行到4min時二氧化碳的濃度仍然在減小，說明平衡向正反應方向進行，因此v(正)＞v(逆)。0～4min內消耗二氧化碳濃度是1.0molL－0.5mol＝0.5mol/L，則CO2的平均反應速率v(CO2)=0.5mol/L÷4min=0.125mol·L1·min1。

②根據方程式可知

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

起始濃度（mol/L） 1 3 0 0

轉化濃度（mol/L） 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡濃度（mol/L） 0.25 0.75 0.75 0.75

則該溫度下平衡常數為。

③A．v正(CH3OH)=3v逆(H2)正逆反應速率不相等，沒有達到平衡狀態，A錯誤；

B．CO2、H2、CH3OH和H2O濃度之比為1∶3∶1∶1不能說明正逆反應速率相等，不一定達到平衡狀態，B錯誤；

C．正反應體積減小，恒溫恒壓下，氣體的體積不再變化說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態，C正確；

D．密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，則恒溫恒容下，氣體的密度不再變化不能說明反應達到平衡狀態，D錯誤；

答案選C。