Question

【題目】甲醇是一種重要的化工原料，有著重要的用途和應用前景。請回答下列問題：

(1)工業(yè)生產甲醇的常用方法是CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－90.8 kJ·mol－1。

已知：2H2(g)＋O2(g)==2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1；

2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH＝－566.0 kJ·mol－1；

CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH＝－37.3 kJ·mol－1。

計算液體CH3OH的燃燒熱為_______________。

(2)甲醇不完全燃燒產生的CO可利用I2O5來除去，其反應為5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g) +I2(s)。不同溫度下，向裝有足量I2O5固體的2 L恒容密閉容器中通入2 mol CO，測得的CO2體積分數隨著時間t變化曲線如圖所示。則：

①T2溫度時，0~0.5 min的反應速率v(CO)=___________。

②T1溫度時，反應達到平衡，CO的轉化率為_______，化學平衡常數K=_______(用具體數值表示)。

③下列說法正確的是_________(填編號)。

A.容器內壓強不變，表明反應達到平衡狀態(tài)

B.容器內氣體密度不變，表明反應達到平衡狀態(tài)

C.單位時間內，消耗a mol CO，同時消耗2a mol CO2， 表明反應v(正)<v(逆)

D.兩種溫度下，c點時體系中混合氣體的壓強相等

E.反應5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)為吸熱反應

Answer 1

【答案】726.5 kJ·mol－1 0.8 mol·L－1·min－1 80% 1024 BC

【解析】

(1)根據蓋斯定律進行計算。

(2)①先計算CO2物質的量，再計算CO2的速率，再計算CO的反應速率。

②先計算CO2物質的量，再計算CO改變量，再算CO的轉化率和化學平衡常數。

③根據化學平衡判斷的標志和改變條件對平衡的移動進行分析。

(1)根據蓋斯定律，第2個方程式加第3個方程，減去第1個方程，再減去第4個方程得到CH3OH(l) ＋2O2(g) =2H2O(l) ＋CO2(g) ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，因此液體CH3OH的燃燒熱為726.5 kJ·mol－1；

故答案為：726.5 kJ·mol－1。

(2)①5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g) +I2(s)，該反應是等體積反應，只有CO、CO2為氣體，T2溫度時，CO2物質的量為2×0.4 =0.8mol，0~0.5 min的反應速率，CO的反應速率為0.8 mol·L－1·min－1；

故答案為：0.8 mol·L－1·min－1；

②T1溫度時，CO2物質的量為2×0.8 =1.6 mol，CO改變量為1.6 mol，CO的轉化率為，化學平衡常數；

故答案為：80%；1024；

③A選項，該反應是等體積反應，容器內壓強始終不變，不能做為反應達到平衡狀態(tài)的標志，故A不符合題意；

B選項，反應正向移動，氣體質量增加，容器體積不變，密度增大，因此容器內氣體密度不變，表明反應達到平衡狀態(tài)，故B符合題意；

C選項，單位時間內，消耗a mol CO，同時消耗2a mol CO2，表明反應v(正)<v(逆)，平衡逆向移動，故C正確；

D選項，兩種溫度下，T2溫度高，因此c點時體系中混合氣體的壓強，T2曲線上壓強大，故D不符合題意；

E選項，根據圖像，從下到上，溫度降低，平衡正向移動，反應為放熱反應，故E不符合題意；

綜上所述，答案為BC。