Question

已知25℃、101kPa时，一些物质的燃烧热为，回答下列问题：

化学式	CO(g)	H2(g)	CH3OH(l)	CH4(g)
△H/(kJ·mol^-l)	-283.0	-285.8	-726.5	-890.3

（1）写出该条件下CH₃OH(l)完全燃烧的热化学方程式：_____________________________。

（2）根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(l)△H=__________。

（3）工业上利用水煤气合成甲醇的主要反应可表示为CO(g)+H₂(g) CH₃OH(g)△H=-45.4kJ·mol^-1。向容积为1L的密闭容器中加入0.10molH₂和0.05molCO，在一定温度下发生上述反应，10min后反应达到平衡状态，测得放出热量3.632kJ。

①相同温度条件下，上述反应的化学平衡常数K=___________。

②若容器容积不变，下列措施可增加CH₃OH产率的是___________ (填标号)。

a．升高温度

b．将CH₃OH(g)从体系中分离

c．充入He，使体系总压强增大

d．再充入0.10molH₂和0.05molCO

e．加入催化剂

③反应达到平衡后，保持其他条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡将___________(填“逆向”“正向”或“不”)移动，化学平衡常数K___________(填“增大”“减小”或“不变”)。

④温度、容积相同的甲、乙两个密闭容器，若甲中加入1molCO和2molH₂，乙中加入lmolCH₃OH(g)，反应达到平衡时甲放出的热量为Q₁kJ，乙吸收的热量为Q₂kJ，甲中CO的转化率为a₁，乙中CH₃OH的转化率为a₂，则Q₁+Q₂=___________，a₁+a₂=___________。

Answer

CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.5kJ·mol-l -128.1kJ·mol-1 100 bd 正向 不变 90.8 1

【解析】试题分析：本题考查热化学方程式的书写，盖斯定律的应用，化学平衡常数的计算和影响化学平衡常数的因素，外界条件对化学平衡的影响，等效平衡的应用。

（1）根据燃烧热的概念，CH3OH（l）完全燃烧生成CO2（g）和H2O（l），CH3OH（l）完全燃烧的热化学方程式为CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）ΔH=-726.5kJ/mol。

（2）根据燃烧热可写出热化学方程式，

CO（g）+O2（g）=CO2（g）ΔH=-283.0kJ/mol（①式）

H2（g）+O2（g）=H2O（l）ΔH=-285.8kJ/mol（②式）

CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）ΔH=-726.5kJ/mol（③式）

应用盖斯定律，①式+②式2-③式得CO（g）+2H2（g）CH3OH（l）ΔH=（-283.0kJ/mol）+（-285.8kJ/mol）2-（-726.5kJ/mol）=-128.1kJ/mol。

（3）①由方程式知消耗1molH2放出45.4kJ的热量，放出3.632kJ热量消耗H2物质的量为3.632kJ45.4kJ/mol=0.08mol，用三段式

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

c（起始）（mol/L）0.05 0.10 0

c（转化）（mol/L）0.04 0.08 0.04

c（平衡）（mol/L）0.01 0.02 0.04

反应的平衡常数K=/（0.02）=100。

②a项，升高温度，平衡向逆反应方向移动，CH3OH产率减小；b项，将CH3OH（g）从体系中分离，平衡向正反应方向移动，CH3OH产率增加；c项，充入He，由于容器容积不变，各物质的浓度不变，平衡不移动，CH3OH产率不变；d项，再充入0.10molH2和0.05molCO，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，CH3OH产率增加；e项，加入催化剂，平衡不移动，CH3OH产率不变；能增加CH3OH产率的是b、d，答案选bd。

③该反应的正反应为气体分子数减小的反应，把容器的体积缩小一半，即增大压强，平衡将正向移动。化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数K不变。

④甲从正反应开始建立平衡，乙从逆反应开始建立平衡；恒温恒容容器中，将乙容器中起始1molCH3OH（g）采用极限法“一边倒”换算后，CO、H2、CH3OH依次为1mol、2mol、0，与甲容器中起始物质的量对应相等，则甲、乙达到平衡时为完全全等的等效平衡，根据等效平衡的规律知，Q1+Q2=90.8，a1+a2=1。