Question

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

 

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

溫度	250℃	300℃	350℃
平衡常數(shù)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，達到平衡后，測得C（CO）=0.2mol?L^-1 則CO的轉化率為

 

 反應的平衡常數(shù)為

 

此時的溫度為

 

（從上表中選擇）
（2）已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₁=-1275.6kJ?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)水的熱化學方程式：

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算

專題：

分析：（1）①“原子經(jīng)濟性”是指在化學品合成過程中，合成方法和工藝應被設計成能把反應過程中所用的所有原材料盡可能多的轉化到最終產(chǎn)物中；
②反應物總能量大于生成物總能量時，該反應為放熱反應；
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的量，再根據(jù)轉化率公式計算其轉化率；列式三段式計算平衡濃度，結合平衡常數(shù)概念計算得到，再根據(jù)表格分析；
（2）依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到．

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

(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%；2.041；250℃；
（2）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
依據(jù)蓋斯定律①-②+③×4得到甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式：2CH₃OH（l）+2O₂（g）=2CO （g）+4H₂O（l）△H=-885.6KJ/mol；
得到熱化學方程式為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO （g）+2H₂O（l）△H=-442.8KJ/mol；
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO （g）+2H₂O（l）△H=-442.8KJ/mol．

點評：本題考查“原子經(jīng)濟性”概念的理解、化學平衡常數(shù)、化學平衡計算、反應中能量的變化等，熟練掌握基礎是關鍵，難度中等．