Question

（8分）甲醇（CH3OH)被稱為21世紀(jì)的新型燃料，以煤為原料制備甲醇的流程如下：

（1） 氣化爐中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（2）已知CO、H2、甲醇(l)的燃燒熱分別為：—285.8 kJ/mol、—283 kJ/mol、—726.5 kJ/mol；

則CO和H2 合成甲醇的熱化學(xué)方程式為__ __

（3） -定條件下，在催化反應(yīng)室中發(fā)生反應(yīng).CO(g)+2H2(g) =CH3OH(g)△H<0;

CO 的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示�；卮鹣铝袉栴}：

①工業(yè)上，上述反應(yīng)溫度不宜過高，原因是_ ___；

②若反應(yīng)是1 mol CO與2 mol H2在2L容積中進(jìn)行，則

T1、P1下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為__ __；

維持溫度、容積不變，催化反應(yīng)室再增加l mol CO與2 mol

H2，達(dá)到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率____（填“增大”、“減小”或“不變”）。

 

Answer 1

（1）C+ H2O (g) CO+H2

（2）CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-125.3kJ/mol

（3） ①該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度過高，甲醇的產(chǎn)率低；

②4 增大

【解析】

試題分析：（1）氣化爐中發(fā)生的反應(yīng)是生成水煤氣的反應(yīng)，化學(xué)方程式為C+ H2O (g) CO+H2

（2）CO和H2 合成甲醇的化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H與CO、H2、甲醇(l)的燃燒熱的關(guān)系是△H=—285.8 kJ/mol+2×（—283 kJ/mol）-（—726.5 kJ/mol）=-125.3kJ/mol，所以CO和H2 合成甲醇的熱化學(xué)方程式為CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-125.3kJ/mol；

（3）①該反應(yīng)放熱，溫度過高，不利于正反應(yīng)的進(jìn)行，甲醇的產(chǎn)率降低；

②T1、P1下，CO的轉(zhuǎn)化率是50%，所以平衡時甲醇的濃度為1mol/2L×50%=0.25mol/L，CO的平衡濃度也是0.25mol/L,氫氣的平衡濃度是CO的2倍0.5mol/L，所以該條件下的平衡常數(shù)K=0.25mol/L/0.25mol/L×0.52mol/L=4(L/mol)2；維持溫度、容積不變，催化反應(yīng)室再增加l mol CO與2 molH2，CO與H2的比例與原平衡相同，等效為增大壓強(qiáng)，平衡向體積減小的方向移動，即向正反應(yīng)移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大。

考點(diǎn)：考查化學(xué)反應(yīng)與能量的關(guān)系，化學(xué)平衡理論的應(yīng)用