Question

請運用化學反應原理的相關知識研究碳及其化合物的性質。
（1）工業(yè)上一般以CO和H₂為原料合成甲醇，在恒容容器中，該反應的熱化學方程式為：
CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)　△H₁＝－116 kJ·mol^－1
①下列措施中能說明反應達到平衡狀態(tài)的是___________

A．體系壓強保持不變

B．混合氣體的密度保持不變

C．CO與H2的濃度之比為1∶2

D．單位時間內，消耗2molH2的同時消耗1mol CH3OH

②在恒容容器中合成甲醇，當溫度分別為230℃、250℃和270℃時，CO的轉化率與n(H₂)/n(CO)的起始組成比的關系如圖所示。已知容器體積1L，起始時CO的物質的量均為1mol。據此判斷在上述三種溫度中，曲線Z對應的溫度是　　　　　　　；利用圖中a點對應的數據，計算該反應在對應溫度下的平衡常數K（寫出計算過程）。

（2）已知： CO(g)+ O₂(g)=CO₂(g) △H₂＝－283 kJ·mol^-1 H₂(g)+ O₂(g)=H₂O(g) △H₃＝－242 kJ·mol^-1
則表示1mol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO₂和水蒸氣的熱化學方程式為　__________

Answer 1

（1）①AD（2分，漏選得1分，錯選得0分）
②270℃（2分，無單位或單位錯扣1分），
（2）CH₃OH(g)＋3/2O₂(g) CO₂(g)＋2H₂O(g) △H＝－651kJ·mol^－1     （2分）

試題分析：（1）①A選項因反應前后氣體的量發(fā)生改變，壓強不變，可以說明到達平衡。D選項滿足V_正=V_逆②因為Z圖像中CO的轉化率最低，所以對應的溫度最高。270℃ 。根據圖像可知a點對應的CO的轉化率為50%，H₂的物質的量為1.5 mol
CO（g） +　　 2H₂(g)　　 CH₃OH(g)
起始物質的量濃度(mol/L)　 1　　　　　　　1.5　　　　　　 0　　　　
轉化物質的量濃度(mol/L)　0.5　　　　　　　1　　　　　　 0.5
平衡物質的量濃度(mol/L)　0.5　　　　　　　0.5　　　　　　0.5　　　
K=4 
（2）利用蓋斯定律可以寫出CH₃OH(g)＋3/2O₂(g) CO₂(g)＋2H₂O(g) △H=—△H₁+△H₂+2△H₃