问题 计算题

(16分)甲醇是新型的汽车动力燃料。工业上可通过H2和CO化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)   

(1)已知:      

      

1 mol甲醇气体完全燃烧生成CO和水蒸气的热化学方程式为                   

(2)下列措施中有利于提高2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)反应速率的是        (双选)。

A.分离出CH3OH

B.升高温度

C.减小压强

D.加入合适的催化剂(3)(3)用H2和CO化合制备甲醇的反应中,若反应的容积为1L的恒容容器,分别在230℃、250℃和270℃下,改变H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量固定为1mol)进行实验,结果如下图所示(图中曲线上的点都为一定温度下、一定组成下的平衡点):

①曲线X对应的温度是             

②从图中可以得出的结论有                               (任写一条)。

(4)若往反应的容积中加入1.5molH2和1.0molCO,在曲线Z对应温度下反应达平衡。利用上述图中a点对应的CO平衡转化率,计算2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)的平衡常数。(写出计算过程)

答案

(1) (3分)

(2)BD (4分)   (3)①230℃(3分)

②其他条件不变,CO的平衡转化率随着H2与CO的起始组成比增大而增大(或:其他条件不变,CO的平衡转化率随温度升高而降低。) (2分)

(4)a点H2与CO的起始组成比为1.5,CO的平衡转化率为50%。(1分)

2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)

起始物质的量(mol)  1.5      1           0     

转化物质的量(mol)  1      0.5         0.5

平衡物质的量(mol)  0.5      0.5         0.5

平衡浓度(mol/L)    0.5      0.5         0.5       (1分)

    (2分)

(1)考查盖斯定律的应用。根据已知反应可知,②+③×2-①即得到,所以反应热是-283kJ/mol-242 kJ/mol×2+116 kJ/mol=-651 kJ/mol.

(2)考查外界条件对反应速率对影响。增大反应物的浓度或升高温度或使用催化剂等都可以加快反应速率,BD正确,AC都是降低反应速率的,答案选BD。

(3)①应用反应是放热反应,所以温度越高,转化率越低。X曲线表示的转化率最大,所以温度最低,即X表示的是230℃。

②根据图像可知,其他条件不变,CO的平衡转化率随着H2与CO的起始组成比增大而增大。

(4)考查平衡常数的有关计算。

a点H2与CO的起始组成比为1.5,CO的平衡转化率为50%

2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)

起始物质的量(mol)  1.5      1           0     

转化物质的量(mol)  1      0.5         0.5

平衡物质的量(mol)  0.5      0.5         0.5

平衡浓度(mol/L)    0.5      0.5         0.5       

所以     

解答题
读图填空题