Question

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景．
（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：
反應(yīng)Ⅰ：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁
反應(yīng)Ⅱ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是

 

（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）．
②下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）．

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中數(shù)據(jù)判斷，△H₁

 

0（填“＞”、“=”或“＜”）．
③某溫度下，將2mol CO和6mol H₂充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測得c（CO）=0.2mol?L^-1，則CO的轉(zhuǎn)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(yīng)Ⅰ在2L的密閉容器中達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)的是

 

（填序號字母）．
A．容器內(nèi)CO、H₂、CH₃OH的濃度之比為1：2：1
B．2v（H₂）_（正）=v（CO）_（逆）
C．容器內(nèi)壓強(qiáng)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）△H₁=-1 275.6kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566.0kJ?mol^-1
③H₂O（g）═H₂O（l）△H₃=-44.0kJ?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(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：反應(yīng)熱和焓變,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①“原子經(jīng)濟(jì)性”是指在化學(xué)品合成過程中，合成方法和工藝應(yīng)被設(shè)計成能把反應(yīng)過程中所用的所有原材料盡可能多的轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中；
②反應(yīng)物總能量大于生成物總能量時，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
③根據(jù)一氧化碳的平衡濃度計算平衡時一氧化碳的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式計算其轉(zhuǎn)化率；列式三段式計算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)概念計算得到，再根據(jù)表格分析；
（2）平衡狀態(tài)的判斷的關(guān)鍵是正逆反應(yīng)速率相等和各組分濃度保持不變；
（3）根據(jù)蓋斯定律計算．

解答： 解：（1）根據(jù)原子經(jīng)濟(jì)知，Ⅰ沒有副產(chǎn)物，符合原子經(jīng)濟(jì)理念，Ⅱ中有副產(chǎn)物，不符合原子經(jīng)濟(jì)理念，故選Ⅰ；
（2）根據(jù)圖象知，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則△H₁＜0，故答案為：＜；
（3）平衡時剩余一氧化碳的物質(zhì)的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率=

(2-0.4)mol

2mol

×100%=80%，
               CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol/L） 1       3           0
變化量（mol/L） 0.8    1.6         0.8
平衡量（mol/L） 0.2    1.4         0.8
K=

0.8

0.2×1．42

=2.041，對照圖表數(shù)據(jù)判斷溫度為250℃，
故答案為：80%；250℃；
（2）平衡狀態(tài)的判斷的關(guān)鍵是正逆反應(yīng)速率相等和各組分濃度保持不變，
A、容器內(nèi)CO、H₂、CH₃OH的濃度之比為1：2：1時，未必達(dá)到平衡，故A錯誤；
B、v（H₂）_（正）=2v（CO）_（逆）時，說明正逆反應(yīng)速率相等，故B錯誤；
C、△V≠0，所以壓強(qiáng)不變時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；
D、2L容積不變，氣體質(zhì)量守恒，所以密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故選：C；
（3）已知：①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
由蓋斯定律，①-②+③×4得：
2CH₃OH（l）+2O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l），故△H=-1275.6kJ∕mol-（-566.0kJ/mol）+（-44.0kJ/mol）×4=-885.6 kJ∕mol，
所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8 kJ∕mol，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8 kJ∕mol．

點(diǎn)評：本題考查了原電池原理、轉(zhuǎn)化率、蓋斯定律等知識點(diǎn)，會根據(jù)已知方程式結(jié)合蓋斯定律寫出目標(biāo)方程式，注意：熱化學(xué)方程式的書寫，為易錯點(diǎn)．