Question

（12分）甲醇被稱(chēng)為2l世紀(jì)的新型燃料，工業(yè)上通過(guò)下列反應(yīng)①和②，用CH₄和H₂O為原料來(lái)制備甲醇。

① CH₄(g)+H₂O(g)  CO(g)+3H₂(g)   △H₁

② CO(g)+2H₂(g)  CH₃OH(g)      △H₂

將0.20mol CH₄和0.30 molH₂O(g)通入容積為10L的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)①，達(dá)到平衡時(shí)，CH₄的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖。

（1）已知在P₁、100℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min，則用CH₄表示的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_____。

（2）反應(yīng)①的△H₁   0，圖中的P₁______P₂（填“<”、“=”或“>”）。

（3）在壓強(qiáng)為0.1MPa條件下，將一定量CO與H₂的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇，則反應(yīng)②的△H₂    0，△S    0（填“<”、“=”或“>”）。

（4）根據(jù)題中給出的數(shù)據(jù)，計(jì)算反應(yīng)①在100℃時(shí)的平衡常數(shù)值（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程及結(jié)果）

 

Answer 1

（12分）（1）2.0×10^－3mol·L^-1 ·min^-1（2分）

1．>，<     （各1分）

2．<，<     （各1分） 

3．從題中知CH₄和H₂O(g)的起始濃度分別是0.020mol·L^-1 、0.030 mol·L^-1 ，100℃達(dá)到平衡時(shí)CH₄的轉(zhuǎn)化率為0.5，則：

　　　　　　　　　　　 CH₄(g)  +  H₂O(g) CO(g)  +  3H₂(g) 

起始濃度（mol·L^-1）　　0.020     0.030         0         0

變化濃度（mol·L^-1）　　0.010     0.010        0.010      0.030

平衡濃度（mol·L^-1）　　0.010     0.020         0.010      0.030　　　　（3分）

（mol·L^-1 ）²　　�。�3分）

解析: