Question

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景。

(1) 工業(yè)上一般采用下列兩種反應合成甲醇：

反應Ⅰ：CO (g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1

反應Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2

①上述反應符合“原子經濟”原則的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

②下表所列數據是反應Ⅰ在不同溫度下的化學平衡常數(K)。

溫度	250 ℃	300 ℃	350 ℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中數據判斷，ΔH1______0(填“＞”、“＝”或“＜”)。

③某溫度下，將2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c(CO)＝0.2 mol·L－1，則CO的轉化率為________，此時的溫度為________(從上表中選擇)。

(2)下列各項能作為判斷反應Ⅰ在2 L的密閉容器中達到化學平衡狀態(tài)的依據的

是_______（填序號字母）。

A．容器內CO、H2、CH3OH的濃度之比為1∶2∶1

B．2v(H2)(正) ＝ v(CO)(逆)

C．容器內壓強保持不變

D．混合氣體的密度保持不變

 (3)已知在常溫常壓下：

①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)  ΔH1＝－1 275.6 kJ·mol－1

②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)  ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1

③H2O(g)===H2O(l)　ΔH3＝－44.0 kJ·mol－1

寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式：                 

Answer 1

【知識點】考查平衡狀態(tài)判斷、平衡移動、平衡常數、反應速率計算、熱化學方程式

【答案解析】(每空2分)

(1) ①Ⅰ（1分）　②＜ （1分）�、�80% （1分）　250 ℃ （1分）

(2) C （1分）

(3)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)  ΔH＝－442.8 kJ·mol－（3分）

解析：（1）①產物更加集中，更加符合“原子經濟”性。②升高溫度，反應平衡常數減少，說明向逆反應方向進行，所以逆反應方向為為吸熱反應，正反應方向為放熱反應ΔH<0，③達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，則參加反應的CO的物質的量=2mol-0.2mol/L×2L=1.6mol，故CO轉化率=1.6mol/2mol×100%=80%,

對于可逆反應：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）
開始（mol/L）：1           3              0
變化（mol/L）：0.8        1.6            0.8     
平衡（mol/L）：0.2        1.4            0.8
所以該溫度下平衡常數k=0.8/0.2*1.42=2.041，平衡常數只受溫度影響，故該溫度為250℃

（2）A、濃度之比不能作為反應平衡的判據，故A錯誤，B、任意時刻兩者的速率關系均為2v(H2)(正) ＝ v(CO)(逆)，故B錯誤，C、該反應反應前后壓強變化，當壓強不變時，反應達到平衡狀態(tài)，故Ｃ正確，Ｄ、反應前后質量與體積均不變，故密度不變，所以，密度不能作為反應平衡的判據，故Ｄ錯誤，所以正確答案為C。

（3）根據蓋斯定律，①-②+③×4得2CH3OH（l）+2O2（g）=2CO（g）+4 H2O（l），該反應的反應熱△H=-1275.6kJ•mol-1-（-566.0kJ•mol-1）+4×（-44.0kJ/mol）=-887kJ•mol-1
故該反應熱化學方程式為：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2 H2O（l）△H=-442.8kJ•mol-1

【思路點撥】本題考查平衡狀態(tài)判斷、平衡移動、平衡常數、反應速率計算、熱化學方程式、原電池、化學平衡圖象等，是化學反應速率與化學平衡的綜合題目，難度不大，注重基礎知識的考查，（3）中電極反應式的書寫為難點、易錯點，可以先寫出較為簡單的正極反應式，利用總反應式減去正極反應式即為負極反應式．