Question

【題目】甲醇汽油是一種新能源清潔燃料，可以作為汽油的替代物。有關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

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=-44kJ/mol

I.寫出CH3OH(l)不完全燃燒生成CO和H2O(l)的熱化學(xué)方程式：_________________。

II. 工業(yè)上可用CO和H2制取甲醇：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=akJ/mol。為研究該反應(yīng)平衡時CO轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)物投料比(反應(yīng)物投料比=)以及溫度的關(guān)系，研究小組在10L的密閉容器中進行模擬反應(yīng)，并依反應(yīng)數(shù)據(jù)繪出下圖：

回答下列問題：

（1）反應(yīng)熱a____0(填“>”或“<”)，判斷理由是______。

（2）在其他條件相同，曲線I、II分別表示反應(yīng)物投料比不同時的反應(yīng)過程曲線。

①反應(yīng)物投料比I_____II(填“>”或“<” 或“=”)。

②若按曲線II反應(yīng)，n(CO)起始=10mol，反應(yīng)物投料比=0.5，則A點的平衡常數(shù)(Ka)值為____，B點的平衡常數(shù)(Kb)值為________________。

（3）為提高CO的轉(zhuǎn)化率，除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)物與生成物的濃度外，還可以采取的措施有：________________、_______________。

Answer 1

【答案】 CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-442.8kJ/mol ＜ 升高溫度，CO的轉(zhuǎn)化率降低，平衡左移，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。a<0 < 1 1 降低溫度 增大壓強

【解析】試題分析：I.根據(jù)蓋斯定律計算CH3OH(l)不完全燃燒生成CO和H2O(l)的焓變； II. (1).升高溫度，轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動；相同溫度下，增大氫氣濃度，平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大。降低溫度或 增大壓強都能使平衡正向移動。

解析：I.根據(jù)蓋斯定律，①÷2－②÷2＋③×2得CH3OH(l)不完全燃燒生成CO和H2O(l)的熱化學(xué)方程式：CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-442.8kJ/mol；II.（1）升高溫度，轉(zhuǎn)化率降低，平衡左移，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱a<0；（2）在其他條件相同，曲線I、II分別表示反應(yīng)物投料比不同時的反應(yīng)過程曲線。

①增大氫氣濃度，平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，所以反應(yīng)物投料比I<II；

②

1

A、B兩點的溫度相同，相同溫度下平衡常數(shù)相同，故B點的平衡常數(shù)為1；

（3）為提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以讓平衡正向移動，采取的措施有：降低溫度、增大壓強。