Question

(8分)科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。請回答下列問題：

（1）已知： ①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H=+49.0kJ/mol

②CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=－192.9kJ/mol

由上述方程式可知，CH3OH(g)的燃燒熱____（填“大于”、“等于”或小于”）192.9kJ/mol。已知水的氣化熱為44 kJ/mol，則表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為______________________________。

（2）在容積為2 L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變的情況下，考查溫度對反應(yīng)的影響，實驗結(jié)果如下圖所示（注：T1、T2均大于300 ℃）

該反應(yīng)為_________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)；在T1溫度時，將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉恒容器中，充分反應(yīng)達到平衡后，若CO2轉(zhuǎn)化率為a，則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為____________________。

 

Answer 1

（1）大于H2 (g)+1/2O2 (g)=H2O(l) ΔH=－124.6KJ/mol；（2）放熱 ； (2-a)/2。

【解析】

試題分析：（1）甲醇的燃燒熱是1mol的甲醇完全燃燒產(chǎn)生穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。水在室溫下的穩(wěn)定狀態(tài)是液體，1mol的甲醇甲醇完全燃燒產(chǎn)生氣態(tài)水時所放出的熱量是192.9kJ,由于水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水時會放出熱量，所以燃燒熱要大于192.9kJ/mol。（②－①）÷3可得H2 (g)+1/2O2 (g)=H2O(g) ΔH=－80.6KJ/mol；由于水的氣化熱為44 kJ/mol，則表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為H2 (g)+1/2O2 (g)=H2O(g) ΔH=－124.6KJ/mol；（2）由于升高溫度，甲醇的平衡含量減少，根據(jù)平衡移動原理：升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，說明合成甲醇的反應(yīng)放熱反應(yīng)；在恒容時，氣體的物質(zhì)的量的比等于壓強之比，CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，由于加入了1mol的CO2，而且其轉(zhuǎn)化率為a，則達到平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量是CO2 :(1-a)mol; H2：3(1-a)mol; CH3OH：amol；H2O：amol。n(平衡)：n(開始)= [(1-a)＋3(1-a)＋a＋a]：（1+3)=(4-2a）:4= (2-a):2。

考點：考查熱化學方程式的書寫、燃燒熱、反應(yīng)熱的判斷及恒壓時氣體的壓強比的關(guān)系的知識。