Question

【題目】甲醇是重要的化工原料，在有機合成中具有廣泛應(yīng)用。

I．(1)用甲醇制取甲胺的反應(yīng)為 △H

已知該反應(yīng)中相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：

共價鍵	C―O	H―O	N―H	C―N
鍵能／kJ·mol-1	351	463	393	293

則該反應(yīng)的△H=__________kJ·mol-1

Ⅱ．一定條件下，將2mol CO和6mol H2通入2L密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)

主反應(yīng)： △H<0 Ⅰ

副反應(yīng)： △H<0 Ⅱ

反應(yīng)到t min時，達到平衡狀態(tài)。平衡時CH3OH的體積分數(shù)φ(CH3OH)如圖所示：

(2)圖中a___b(填“大于”或“小于”)。圖中Y軸表示溫度，其理由是__________

(3)若反應(yīng)II的平衡常數(shù)K值變�。畡t下列說法中正確的是___________(填序號)。

A．平衡均向正反應(yīng)方向移動

B．平衡移動的原因是升高了溫度

C．達到新平衡后，φ(CH3OH)減小

D．容器中φ(CH3OCH3)增大

(4)平衡時，M點CH3OH的體積分數(shù)為12.5％，c(CH3OCH3)=0.1mol·L-1，則此時CO的轉(zhuǎn)化率為________；用H2表示I的反應(yīng)速率為______mol·L-1·min-1。反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K=___________(用分數(shù)表示)

Answer 1

【答案】-12 小于 隨著Y值的增加，CH3OH的體積分數(shù)φ（CH3OH）減小，平衡逆向移動，故Y表示溫度 BC 56%

【解析】

(1)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能；

(2) 根據(jù)圖示信息：X軸上a點的數(shù)值比b點小，隨著Y值的增加，CH3OH的體積分數(shù)φ(CH3OH)減小，結(jié)合平衡移動原理回答；

(3) 反應(yīng)II為放熱反應(yīng)，若反應(yīng)II的平衡常數(shù)K值變小，說明平衡逆向移動，溫度升高；

(4)平衡時，c(CH3OCH3)=0.1mol·L-1，則n(CH3OCH3)=0.2mol，根據(jù)，分解的CH3OH為0.4mol，生成的水為0.2mol，根據(jù)三段式計算解答。

I．(1)設(shè)C-H的鍵能為x，反應(yīng)CH3OH(g)+NH3(g)═CH3NH2(g)+H2O(g)的△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=(3x+351+463+393×3-3x-293-393×2-463×2)kJ/mol=-12kJ/mol，故答案為：-12；

Ⅱ．(2)根據(jù)圖示信息：X軸上a點的數(shù)值比b點小，隨著Y值的增加，CH3OH的體積分數(shù)φ(CH3OH)減小，平衡逆向移動，故Y表示溫度，故答案為：小于；隨著Y值的增加，CH3OH的體積分數(shù)φ(CH3OH)減小，平衡逆向移動，故Y表示溫度；

(3) 反應(yīng)II為放熱反應(yīng)，若反應(yīng)II的平衡常數(shù)K值變小，說明平衡逆向移動，溫度升高。A．反應(yīng)II為放熱反應(yīng)，若反應(yīng)II的平衡常數(shù)K值變小，說明平衡逆向移動，故A錯誤； B．平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，反應(yīng)II為放熱反應(yīng)，若反應(yīng)II的平衡常數(shù)K值變小，說明平衡逆向移動，故B正確；C．溫度升高，CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0，平衡逆向移動，達到新平衡后，φ(CH3OH)減小，故C正確；D．，平衡逆向移動，導(dǎo)致CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H<0，平衡逆向移動，容器中氣體的總物質(zhì)的量增大，容器中φ(CH3OCH3)減小，故D錯誤；故答案為：BC；

(4)平衡時，c(CH3OCH3)=0.1mol·L-1，則n(CH3OCH3)=0.2mol，根據(jù)，分解的CH3OH為0.4mol，生成的水為0.2mol，設(shè)CO的轉(zhuǎn)化量是x。

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)；

初始量（mol）： 2 6 0

變化量（mol）： x 2x x

平衡量（mol）：2-x 6-2x x-0.4

平衡時，CH3OH的體積分數(shù)為12.5%，則×100%=12.5%，解得x=1.12 mol ，所以CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=56%，用H2表示I的反應(yīng)速率== mol·L-1·min-1；反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K==，故答案為：56%；；。