Question

【題目】丙烷、乙烯等有機物在工業(yè)上有廣泛的應用，回答下列問題：

（1）已知：①C3H8（g）+5O2（g）= 3CO2（g）+4H2O（l） △H1

②C（石墨，s）+O2（g）= CO2（g） △H2

③2H2（g）+O2（g）= 2H2O（l） △H3

寫出丙烷氣體（C3H8）分解得到石墨（C）和氫氣的熱化學方程式：___。

（2）煤制乙烯包括合成氣制備、合成氣制甲醇、甲醇分解三步，則：

①生產(chǎn)合成氣的反應：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在高溫下能自發(fā)進行，則該反應的___（填選項）。

a．△H>0 △S>0 b．△H>0 △S<0

c．△H<0 △S>0 d．△H>0 △S<0

②用合成氣制備甲醇的反應為：CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)（不發(fā)生其他反應）。四個容器中起始時壓強、容積均相同，維持恒溫，控制條件如下表；

編號	條件控制	CO(g)/moL	H2(g)/moL	CH3OH(g)/moL
A	維持恒容	0.2	0.4	0
B	維持恒容	0.1	0.2	0.1
C	維持恒容	0.4	0.8	0
D	維持恒壓	0.4	0.8	0

達到平衡時，四個容器中甲醇的體積分數(shù)由大到小的關系是___（用字母表示）。

（3）在兩個容積均為1L的密閉容器中以不同的氫碳比[n（H2）/n(CO2)]充入H/span>2和CO2，在一定條件下發(fā)生反應：2CO2（g）+ 6H2（g） C2H4（g）+ 4H2O（g）△H。CO2的平衡轉化率α（CO2）與溫度的關系如圖所示。

①此反應的平衡常數(shù)表達式K=___，P點對應溫度下，K的值為___。

②該反應的△H___0（填“>”“<”或“=”），判斷的理由是___。

③氫碳比：X___2.0（填“>”“<”或“=”）。

④在氫碳比為2.0時，Q點v（逆）___P點的v（逆）（填“>”“<”或“=”）。

Answer 1

【答案】C3H8（g）=3C（石墨，s）+ 4H2（g） △H=△H1-3△H2-2△H3 a D>C>A=B 64 < 其它條件不變時，升高溫度，CO2轉化率減小，化學平衡向逆反應方向移動，故正反應為放熱反應，即△H<0 > <

【解析】

(1)、根據(jù)①C3H8（g）+5O2（g）= 3CO2（g）+4H2O（l） △H1

②C（石墨，s）+O2（g）= CO2（g） △H2

③2H2（g）+O2（g）= 2H2O（l） △H3

根據(jù)蓋斯定律可知丙烷氣體 (C3H8)分解得到石墨(C)和氫氣的熱化學方程式為：C3H8（g）=3C（石墨，s）+ 4H2（g） △H=△H1-3△H2-2△H3，故答案為C3H8（g）=3C（石墨，s）+ 4H2（g） △H=△H1-3△H2-2△H3 ；

(2)、①由反應可知，△S>0，要使反應能自發(fā)進行，即△G=△H-T△S＜0，而該反應需要在高溫才能自發(fā)進行，所以△H>0，故選a；

②A. B極限轉化后起始量相同，C的投入量為A的2倍，D、 C相比，D中恒壓，反應進行時物質的減小、體積減小，D相當于加壓，平衡正向進行的程度比C大，平衡正向進行的程度越大，甲醇的體積分數(shù)越大，則到平衡時，四個容器中甲醇的體積分數(shù)的關系是D> C>A=B，

故答案為： D> C> A=B；

(3)、①2CO2（g）+ 6H2（g） C2H4（g）+ 4H2O（g），所以平衡常數(shù)K=，

由圖可知，P點平衡時二氧化碳轉化率為0.5，氫碳比=2，設起始時氫氣為2mol/L、二氧化碳為1mol/L，則二氧化碳濃度變化量為0.5mol/L，則

2CO2（g）+ 6H2（g） C2H4（g）+ 4H2O（g）

起始濃度(mol/L)： 1 2 0 0

變化濃度(mol/L)： 0.5 1.5 0.25 1

平衡濃度(mol/L)： 0.5 0.5 0.25 1

代入平衡常數(shù)表達式K== 64，

故答案為：，64；

②、由圖可知，隨溫度升高CO2的平衡轉化率減小，說明升高溫度平衡逆向移動，升高溫度平衡向吸熱反應越大，則正反應為放熱反應，故△H<0，

故答案為：<，溫度升高CO2的平衡轉化率減小，平衡逆向移動，故逆反應是吸熱反應，正反應為放熱反應；

③由圖象可知X的碳氫比不等于2，在相同條件下反應達平衡時，二氧化碳的轉化率增大了，說明是增大了氫氣的量，提高二化碳的轉化率，即碳氫比越大，二氧化碳轉化率越大，

故答案為：> ；

④在氫碳比為2.0時，P點達平衡，Q點未達平衡，此時二氧化碳的轉化率比平衡時小，說明此時要繼續(xù)轉化更多的二氧化碳，反應物濃度在減小，生成物濃度在增大，正反應速率在減小，逆反應速率在增大，所以此時逆反應速率比平衡時逆反應速率小，

故答案為： <。