Question

甲醇來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、運(yùn)輸貯存方便，是一種重要的化工原料，有著重要的用途和應(yīng)用前景．
（1）在一定溫度下，將1molCO和3molH₂充入體積為5L密閉恒容容器中，
發(fā)生反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0，達(dá)到平衡后，若CO的 轉(zhuǎn)化率為25%，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為

 

，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)

 

．
（2）工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種：
①甲醇蒸氣重整法．該法中的一個(gè)主要反應(yīng)為CH₃OH（g）??CO（g）+2Η₂（g），此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是

 

．
②甲醇部分氧化法．在一定溫度下以Ag/CeO₂ZnO為催化劑時(shí)原料氣比例對(duì)反應(yīng)的選擇性（選擇性越大，表示生成的該物質(zhì)越多）影響關(guān)系如圖所示．則當(dāng)

n(O2)

n(CH3OH)

=0.25時(shí)，CH₃OH與O₂發(fā)生的主要反應(yīng)方程式為

 

；在制備H₂時(shí)最好控制

n(O2)

n(CH3OH)

=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，平衡常數(shù)=

生成物平衡濃度冪次方乘積

反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積

；
（2）①反應(yīng)為CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是△H-T△S＜0，反應(yīng)是熵增加的反應(yīng)；
②當(dāng)n（O₂）/n（CH₃OH）=0.25時(shí)，CH₃OH與O₂發(fā)生的主要反應(yīng)為甲醇的催化氧化生成甲醛，反應(yīng)的方程式為：2CH₃OH+O₂

催化劑

一定溫度

2HCHO+2H₂O；依據(jù)圖象分析制備H₂時(shí)最好控制

n(O2)

n(CH3OH)

．

解答： 解：（1）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，達(dá)到平衡后，若CO的 轉(zhuǎn)化率為25%
              CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol）  1       3          0
變化量（mol）  0.25    0.5       0.25
平衡量（mol） 0.75     2.5       0.25
氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比，容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比=（0.75mol+2.5mol+0.25mol）：（1+3）=7：8；
平衡常數(shù)K=

生成物平衡濃度冪次方乘積

反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積

=

0.25mol 5L

0.75mol 5L ×( 2.5mol 5L )2

=

4

3

；
故答案為：7：8； 

4

3

；
（2）①反應(yīng)為CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g），此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是△H-T△S＜0，反應(yīng)是熵增加的反應(yīng)；
故答案為：該反應(yīng)是一個(gè)熵增的反應(yīng)（或△S＞0）；
②當(dāng)n（O₂）/n（CH₃OH）=0.25時(shí)，CH₃OH與O₂發(fā)生的主要反應(yīng)為甲醇的催化氧化生成甲醛，反應(yīng)的方程式為：2CH₃OH+O₂

催化劑

一定溫度

2HCHO+2H₂O；依據(jù)圖象分析，選擇性越大，表示生成的該物質(zhì)越多，

n(O2)

n(CH3OH)

=0.5制備氫氣時(shí)氫氣的選擇性最大，氫氣生成最多，所以在制備H₂時(shí)最好控制

n(O2)

n(CH3OH)

=0.5；
故答案為：2CH₃OH+O₂

催化劑

一定溫度

2HCHO+2H₂O；0.5．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡三段式計(jì)算分析，圖象的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．