Question

甲醇是一種重要的可再生能源，工業(yè)上可用CO和H₂合成。

（1）已知：CO(g)＋1/2O₂(g)＝CO₂(g)  △H＝—283 kJ·mol^—1

CH₃OH(l)＋3/2O₂(g)＝CO₂(g) ＋2H₂O(l)  △H＝—725kJ·mol^—1

若要求得CO(g)＋2H₂(g)＝CH₃OH(l)的△H，還需要知道反應(yīng)（用化學(xué)方程式表示）                                 的焓變。

（2）在Cu₂O/ZnO做催化劑的條件下，將CO(g)和H₂(g)充入容積為2L的密閉容器中合成CH₃OH(g)，反應(yīng)過(guò)程中，CH₃OH的物質(zhì)的量（n）與時(shí)間（t）及溫度的關(guān)系如圖。

根據(jù)題意回答下列問(wèn)題：

①反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)表達(dá)式K＝        ；

升高溫度，K值           （填“增大”、“減小”

或“不變”）。

②在500℃，從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H₂) ＝                 。

③若其它條件不變，對(duì)處于Z點(diǎn)的體系，將體積壓縮至原來(lái)的1/2，達(dá)到新的平衡后，下列有關(guān)該體系的說(shuō)法正確的是            。

a．氫氣的濃度與原平衡比減少        b．正、逆反應(yīng)速率都加快

c．甲醇的物質(zhì)的量增加              d．重新平衡時(shí)n(H₂) /n(CH₃OH)增大

④據(jù)研究，反應(yīng)過(guò)程中起催化作用的為Cu₂O，反應(yīng)體系中含少量的CO₂有利于維持Cu₂O的量不變，原因是：                                   （寫(xiě)出相關(guān)的化學(xué)方程式并輔以必要的文字說(shuō)明）。

 

Answer 1

【答案】

（1）2H₂(g)＋O₂(g) ＝2H₂O(l)（只要寫(xiě)對(duì)反應(yīng)式即給1分。沒(méi)配平扣1分，沒(méi)標(biāo)明狀態(tài)扣1分，若二者都存在只扣1分。）

（2）①； 減小。②0.2mol·L^—1·s^—1（沒(méi)有單位或錯(cuò)扣1分）。③bc（各1分。填錯(cuò)一個(gè)倒扣1分，不出現(xiàn)負(fù)分。）。

④Cu₂O＋CO2Cu＋CO₂，體系中有CO₂可以抑制Cu₂O被還原。（3分�；瘜W(xué)方程式給1分，文字說(shuō)明給2分。若化學(xué)方程式用可逆號(hào)，文字說(shuō)明只要從化學(xué)平衡角度回答都給分。若說(shuō)明CO₂與Cu反應(yīng)生成Cu₂O也給分。）

【解析】

試題分析：（1）所求反應(yīng)中有H₂存在，CO₂和H₂O都是中間產(chǎn)物，結(jié)合蓋斯定律，可推得還需要的反應(yīng)為2H₂(g)＋O₂(g) ＝2H₂O(l)的焓變；

（2）①根據(jù)反應(yīng)，其平衡常數(shù)表達(dá)式，結(jié)合圖像，可知升高溫度，甲醇含量降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，說(shuō)明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故升高溫度，K值減小；

②在500℃，從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，甲醇增加了0.4 mol，H₂消耗了0.8 mol，則氫氣的平均反應(yīng)速率v(H₂)= =0.2 mol·L^—1·s^—1；

③Z點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，將體積壓縮至原來(lái)的1/2，相當(dāng)于加壓了，平衡正向移動(dòng)，依次進(jìn)行解答；

a、各物質(zhì)的濃度均比原來(lái)增大了，錯(cuò)誤；

b、濃度增大導(dǎo)致正、逆反應(yīng)速率都加快，正確；

c、因平衡正向移動(dòng)，甲醇的物質(zhì)的量增加，正確；

d、因平衡正向移動(dòng)，氫氣減少，甲醇增加，所以n(H₂) /n(CH₃OH)將減小，錯(cuò)誤；

④二氧化碳有利于抑制反應(yīng) Cu₂O+CO2Cu+CO₂向正反應(yīng)方向移動(dòng)，維持Cu₂O的量不變，。

考點(diǎn)：考查蓋斯定律，化學(xué)平衡常數(shù)，化學(xué)平衡移動(dòng)影響因素。