Question

【題目】工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇。一定溫度和容積條件下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。圖1表示反應(yīng)中的能量變化；圖2表示一定溫度下，在體積為1L的密閉容器中加入2mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）在“圖1”中，曲線_________(填“a”或“b”)表示使用了催化劑；沒(méi)有使用催化劑時(shí)，在該溫度和壓強(qiáng)條件下反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的△H=_____________。

（2）下列說(shuō)法正確的是__________。

A．起始充入的CO的物質(zhì)的量為1mol

B．增加CO的濃度，H2的轉(zhuǎn)化率會(huì)增大

C．容器中壓強(qiáng)恒定時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

（3）從反應(yīng)開(kāi)始到建立平衡，v(CO)=____________；達(dá)到平衡時(shí)，c(H2)=_________，該溫度下CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為______________。達(dá)到平衡后若保持其它條件不變，將容器體積壓縮為0.5L，則平衡___________移動(dòng) (填“正向”、“逆向”或“不”)（4）已知CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－193kJ/mol。又知H2O(l)= H2O(g)ΔH＝＋44 kJ/mol，請(qǐng)寫(xiě)出32g的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式___________________________________________________。

(5)已知白磷和PCl3的分子結(jié)構(gòu)如圖所示，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol－1)：P—P：198，Cl—Cl ：243，P—Cl：331。

則反應(yīng)P4(白磷，s)＋6Cl2(g)4PCl3(s)的反應(yīng)熱ΔH＝____________________。

Answer 1

【答案】 b -91kJ/mol ABC 0.075mol/(L·min) 0.5mo/L 12 正向 CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-281kJ/mol -1326 kJ/mol

【解析】（1）由圖可以知道，反應(yīng)的活化能b的較小，所以b使用的催化劑，該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；由圖可以知道，反應(yīng)物為1molCO（g）和2molH2（g），生成物為1molCH3OH（g），△H=419-510=-91 kJmol-1，故反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-91 kJmol-1；

（2）A、由圖2可以知道生成0.75mol/LCH3OH，則反應(yīng)了0.75mol/LCO，平衡時(shí)有0.25mol/L CO，即CO的起始物質(zhì)的量為（0.75mol/l+0.25mol/L）×1L=1mol，所以A正確； B、增加CO濃度，會(huì)促進(jìn)氫氣的轉(zhuǎn)化，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，但CO的轉(zhuǎn)化率減小，所以B正確；C、該反應(yīng)為反應(yīng)前后壓強(qiáng)不等的反應(yīng)，則壓強(qiáng)不變時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以C正確；故選ABC；

（3）v（CO）=(1-0.25)mol/L÷10min=0.075 molL-1min-1，
CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）
開(kāi)始（mol/L） 1 2 0
轉(zhuǎn)化（mol/L） 0.75 1.5 0.75
平衡（mol/L） 0.25 0.5 0.75
所以達(dá)到平衡時(shí)，c（H2）=0.5mo/L；平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=

；縮小體積即增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)；

（4）已知①CH3OH(g)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－193kJ/mol②H2O(l)= H2O(g)ΔH＝＋44 kJ/mol，利用蓋斯定律將①-②×2可得CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=（-193kJ/mol）-44KJ/mol×2=-281kJ/mol；

（5）化學(xué)鍵的鍵能（kJ·mol-1）：P—P 198kJ/mol，Cl—Cl 243kJ/mol，P—Cl 331kJ/mol。則反應(yīng)P4(白磷，s)+6Cl2(g)═4PCl3(s)的反應(yīng)熱△H=198kJ/mol×6+6×243kJ/mol-4×3×331kJ/mol=-1326kJ/mol。