Question

（1）在压强为0.1MPa条件下，将amolCO与3amolH₂的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇；CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)

① 则该反应的△S________0，△H_________0 (填“<”、“>”或“=”)。

② 若容器容积不变，下列措施可提高CO转化率的是________.

A．升高温度                        B．将CH₃OH从体系中分离

C．充入He，使体系总压强增大       D．再充入lmolCO和3 molH₂

（2）以CH₄和H₂O为原料，通过下列反应来制备甲醇。

I：CH₄(g)+ H₂O(g)CO(g)+3H₂(g) △H =+206.0kJ/mol

II：CH₃OH(g)CO(g)+2H₂(g) △H =+129.0kJ/mol CH₄(g)和 H₂O(g)反应生成CH₃OH(g)和H₂(g)的热化学方程式为__________。

（3）在一密闭容器中充入1molH₂和1molI₂，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H₂(g)+I₂(g)2HI(g) △H<0。改变下列条件能加快化学反应速率的是________

(a)保持容器容积不变，向其中加入1molH₂。

(b)保持容器容积不变，向其中加入1molN₂。(N₂不参加反应)。

(c)保持容器内气体压强不变，向其中加入1molN₂(N₂不参加反应)。

(d)保持容器内气体压强不变，向其中加入1molH₂(g)和1molN₂(g)。

(e)提高起始的反应温度。

Answer

（1）①＜,＜②BD；

（2）CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g)△H=+77kJ/mol；（3）ae

【解析】

试题分析：（1）①大多数的化合反应是放热反应，焓变小于零，该反应中，反应物的系数和大于产物气体系数和，所以该反应是熵减的反应，熵变小于零，故答案为：＜；＜；

②A．该反应是放热的，升高温度，平衡逆向进行，会减小甲醇产率，故A错误；B．将CH3OH(g)从体系中分离，会促使平衡正向移动，提高甲醇的产率，故B正确；C．充入He，使体系总压强增大，体积不变，各组分浓度不变，所以平衡不会移动，不会改变甲醇产率，故C错误；D．再充入1mol CO和3molH2，增大压强，平衡右移，有利提高甲醇的产率，故D正确；故答案为：BD；

（2）I：CH4 (g)+H2O (g)=CO (g)+3H2 (g)△H=+206.0kJ•mol-1，II：CO (g)+2H2 (g)=CH3OH (g)△H=-129.0kJ•mol-1，依据盖斯定律，Ⅰ+Ⅱ得到：CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g)△H=+77kJ•mol-1，故答案为：CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g))△H=+77kJ•mol-1；

（3）(a)保持容器容积不变，向其中加入1molH2，反应物浓度增大，反应速率增大，正确；(b)保持容器容积不变，向其中加入1molN2，参加反应的物质的浓度不变，则反应速率不变，错误；(c)保持容器内气体压强不变，向其中加入1mol N2，体积增大，反应物的浓度减小，则反应速率减小，错误；(d)保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1molI2(g)，因体积增大为2倍，物质的量增大为2倍，则浓度不变，反应速率不变，错误；(e)升高温度反应速率加快，正确；故选ae。

【考点定位】考查焓变和熵变、化学平衡和化学反应速率的影响因素、热化学方程式书写、盖斯定律和相关计算

【名师点晴】本题考查焓变和熵变、化学平衡和化学反应速率的影响因素、热化学方程式书写、盖斯定律和相关计算等，涉及的知识较多。注意一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关，焓变与化学反应方向的关系，物质的由固态或液态变为气态，或生成的气体越多，则混乱度越大，熵值越大，反之越小。化学反应自发进行的最终判据是吉布斯自由能变，自由能一般用△G来表示，且△G=△H-T△S：当△G=△H-T△S＜0时，反应向正反应方向能自发进行；当△G=△H-T△S=0时，反应达到平衡状态；当△G=△H-T△S＞0时，反应不能向正反应方向自发进行。在恒定温度下，反应速率的影响因素取决于浓度和压强，浓度越大，反应速率越大，如通入惰性气体，参加反应的物质的浓度不变，则反应速率不变，如压强不变，通入惰性气体，但体积增大，反应物的浓度减小，则反应速率减小，升高温度反应速率加快。