Question

（11分）應(yīng)用化學(xué)學(xué)科知識，回答下列問題

（1）最近有科學(xué)家提出構(gòu)想：把空氣吹入飽和碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使之變?yōu)榭稍偕�燃料甲醇。已知在常溫常壓下�?/p>

2CH3OH(l)+3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(g) △H = －1275.6 kJ/mol

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = －566.0 kJ/mol

H2O(g)=H2O（1） △H = －44.0 kJ/mol

則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為 ________。

（2）水煤氣經(jīng)壓縮升溫后進入10m3甲醇合成塔，在催化劑作用下，進行甲醇合成，主要反應(yīng)是：2H2(g) + CO(g) CH3OH(g) △H= + 181.6KJ/mol。此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160。此溫度下，在密閉容器中加入CO、H2，反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)	H2	CO	CH3OH
濃度/（mol·L－1）	0.2	0.1	0.4

比較此時正、逆反應(yīng)速率的大小：v正 v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。

（3）已知A和B在一定條件下可建立如下平衡：2A(g)+B(g)2C(g)。在500℃時，分別將2 molA和1molB置于恒壓容器Ⅰ和恒容容器Ⅱ中（兩容器起始容積都為10L），充分反應(yīng)。

①達到平衡所需時間是Ⅰ Ⅱ（填“>”、“<”或“=”，下同）。達到平衡后，兩容器中C的體積分數(shù)關(guān)系是Ⅰ Ⅱ。

②平衡時，測得容器Ⅱ中的壓強減小了30%，則該容器中A的轉(zhuǎn)化率為 。

Answer 1

（1）CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H = -442.8 kJ/mol（3分）

（2） > （2分） （3） ①< （2分） >（2分） ② 90%（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，將已知反應(yīng)（①－②＋③×4）÷2得到CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l），所以該反應(yīng)的△H=[（-1275.6kJ/mol）-（-566.0kJ/mol）-（-44.0kJ/mol）×4]÷2＝442.8kJ?mol-1，即CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8kJ?mol-1。

（2）由表中數(shù)據(jù)可知，平衡時時氫氣的濃度為0.2mol/L、CO的濃度為0.1mol/L、甲醇的濃度為0.4mol/L，則此時的濃度商Qc＝＝100，小于平衡常數(shù)160，故反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，故V正＞V逆。

（3）①平衡：2A（g）+B（g）2C（g），是一個反應(yīng)后氣體系數(shù)和減小的反應(yīng)，所以恒容容器下，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，恒壓容器中隨反應(yīng)進行，為保持恒壓，壓強增大，達到平衡所需時間少，平衡正向移動，CO2的體積分數(shù)增大，CO2的體積分數(shù)關(guān)系是，恒壓容器I大于恒容容器。

②在500℃時，分別將2mol A和1mol B置于恒容容器Ⅱ中（兩容器起始容積都為10L），設(shè)A消耗物質(zhì)的量為x 2A（g）+B（g）2C（g）

起始量（mol） 2 1 0

變化量（mol） x 0.5 x x

平衡量（mol） 2-x 1-0.5x x

容器Ⅱ中的壓強減小了30%，氣體物質(zhì)的量減小30%

3-3×30%＝2-x+1-0.5x+x

X＝1.8mol

A的轉(zhuǎn)化率＝×100%＝90%。

考點：考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡計算以及外界條件對平衡狀態(tài)的影響等