Question

【題目】甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料。已知制備甲醇的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示：

化學(xué)反應(yīng)	平衡常數(shù)	溫度/℃
		500	800
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)	K1	2.5	0.15
②H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g)	K2	1.0	2.50
③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)	K3

（1）據(jù)反應(yīng)①與②可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3＝______(用K1、K2表示)。

（2）反應(yīng)③的ΔH____0(填“＞”或“＜”)。

（3）500℃時(shí)測(cè)得反應(yīng)③在某時(shí)刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度相等，且均為0.1mol·L－1，則此時(shí)υ正____υ逆(填“>”、“＝”或“<”)

（4）某溫度下在2L恒容密閉容器中加入CH3OH發(fā)生反應(yīng)2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g），測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

反應(yīng)時(shí)間/min	0	1	2	3	4
n（CH3OH）/mol	1.02	0.42	0.22	0.02	0.02

①反應(yīng)在2min內(nèi)以CH3OCH3表示的化學(xué)反應(yīng)速率為____，

②該溫度下的反應(yīng)的平衡常數(shù)為____。

Answer 1

【答案】K1×K2 < < 0.10mol/（Lmin） 625

【解析】

（1）根據(jù)反應(yīng)①與②的平衡常數(shù)表達(dá)式推導(dǎo)出反應(yīng)③的平衡常數(shù)表達(dá)式，導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系；

（2）計(jì)算出不同溫度下的K3，找到變化規(guī)律進(jìn)行判斷；

（3）通過Qc與K3之間的大小關(guān)系進(jìn)行判斷；

（4）①根據(jù)υ=計(jì)算反應(yīng)速率；

②利用三段法進(jìn)行計(jì)算。

（1）K1=，K2=，K3=，則有K3＝K1×K2

（2）500℃時(shí)，K3=2.5，800℃時(shí)，K3=0.375，溫度升高，平衡常數(shù)減小，可知正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0；

（3）500℃時(shí)，Qc==100>K3，反應(yīng)逆向進(jìn)行，即υ正<υ逆；

（4）①υ(CH3OH)===0.2 mol/（Lmin），υ(CH3OCH3)= υ(CH3OH)= 0.1 mol/（Lmin）；

②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）

始(mol/L) 0.51 0 0

轉(zhuǎn)(mol/L) 0.5 0.25 0.25

平(mol/L) 0.01 0.25 0.25

平衡常數(shù)K===625。