Question

【題目】甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H

（1）化學平衡常數(shù)表達式為K=___________________。

（2）下圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線。

① 該反應(yīng)的焓變ΔH______0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

② T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1____________K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。

③ 若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是_________。

a. 升高溫度 b. 將CH3OH(g)從體系中分離

c. 使用合適的催化劑 d. 充入He，使體系總壓強增大

（3）已知在常溫常壓下：① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH ＝-a kJ·mol-1② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH ＝-b kJ·mol-1③ H2O(g)= H2O(l) ΔH＝-c kJ·mol-1，則，CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l)ΔH＝___kJ·mol-1。

Answer 1

【答案】c(CH3OH)/c2(H2)c(CO) ﹤ ﹥ b （-a+b-4c)/2

【解析】

(1)根據(jù)平衡常數(shù)的定義進行書寫；
(2)①根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”知T2>T1，根據(jù)溫度對平衡移動影響規(guī)律進行分析；

②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡左移，平衡常數(shù)減小；

③若容器容積不變,為增加甲醇產(chǎn)率可以采用增加反應(yīng)物濃度、減小生成物濃度或降低溫度；
（3）根據(jù)蓋斯定律計算。

(1)化學平衡常數(shù)K= c(CH3OH)/c2(H2)c(CO)；

因此，本題正確答案是: c(CH3OH)/c2(H2)c(CO)；

(2)①根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”知T2>T1,升高溫度CO的轉(zhuǎn)化率降低,平衡向逆反應(yīng)方向移動,則正反應(yīng)是放熱反應(yīng), ΔH<0；

因此，本題正確答案是: <。

② 該反應(yīng)正反應(yīng)為ΔH<0，放熱反應(yīng)，T2>T1,升高溫度，平衡左移，平衡常數(shù)減小，所以K1﹥K2；

綜上所述，本題答案是：﹥。

③a.升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,則減少甲醇產(chǎn)率,故錯誤；
b.將CH3OH從體系中分離,平衡向正反應(yīng)方向移動,則增加甲醇產(chǎn)率,故正確；

c.使用合適的催化劑只改變反應(yīng)速率,不影響平衡移動,所以甲醇的產(chǎn)率不變,故錯誤；
d.充入He，使體系總壓強增大,但反應(yīng)物、生成物濃度不變,則平衡不移動,甲醇的產(chǎn)率不變,故錯誤；
綜上所述，本題選b。

（3）① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH ＝-a kJ·mol-1② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH ＝-b kJ·mol-1③ H2O(g)= H2O(l) ΔH＝-c kJ·mol-1，根據(jù)蓋斯定律可知：[①-②+4×③]/2得CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l) ΔH＝（-a+b-4c)/2 kJ·mol-1；

綜上所述，本題答案是：（-a+b-4c)/2 。