Question

9．在一定條件下H₂與CO合成CH₃OH，CH₃OH再轉(zhuǎn)化為CH₃OCH₃，轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)反應(yīng)方程式如下：2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-24.5kJ•mol^-1，在250℃、壓強(qiáng)不變的密閉容器中，加入2molCH₃OH，一段時(shí)間后上述反應(yīng)達(dá)平衡，體系放出熱量11kJ；若同一條件下0.2molCH₃OCH₃和0.2molH₂O，一段時(shí)間后上述反應(yīng)達(dá)平衡，體系的熱效應(yīng)為吸收2.7kJ的熱量．

Answer 1

分析 熱化學(xué)方程式2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-24.5kJ•mol^-1的含義是2molCH₃OH完全分解放出的熱量是24.5kJ，現(xiàn)在一定條件下加入2molCH₃OH，一段時(shí)間后上述反應(yīng)達(dá)平衡，體系放出熱量11kJ，若同一條件下加入0.2molCH₃OCH₃和0.2molH₂O，完全折算成CH₃OH的物質(zhì)的量為0.4mol，在恒溫恒壓下，加入2molCH₃OH與加入0.4molCH₃OH屬于等效平衡，達(dá)平衡時(shí)CH₃OH的轉(zhuǎn)化率相同，放出的熱成正比關(guān)系，再根據(jù)正方向放熱，逆方向吸熱，正方向的轉(zhuǎn)化率與逆方向的產(chǎn)率之和為1解答．

解答 解：熱化學(xué)方程式2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-24.5kJ•mol^-1的含義是2molCH₃OH完全分解放出的熱量是24.5kJ，現(xiàn)在一定條件下加入2molCH₃OH，一段時(shí)間后上述反應(yīng)達(dá)平衡，體系放出熱量11kJ，若同一條件下加入0.2molCH₃OCH₃和0.2molH₂O，完全折算成CH₃OH的物質(zhì)的量為0.4mol，
在恒溫恒壓下，加入2molCH₃OH與加入0.4molCH₃OH屬于等效平衡，達(dá)平衡時(shí)CH₃OH的轉(zhuǎn)化率相同，放出的熱成正比關(guān)系，$\frac{2mol}{0.4mol}$=$\frac{11kJ}{{Q}_{放}}$，Q_放=2.2kJ，
加入0.4molCH₃OH與同一條件下0.2molCH₃OCH₃和0.2molH₂O屬于不同方向建立的等效平衡，0.4molCH₃OH完全分解放出的熱量為：$\frac{24.5kJ}{2mol}$×0.4mol=4.9kJ，
對(duì)于CH₃OH而言，正方向放熱，逆方向吸熱，從正方向建立的平衡其轉(zhuǎn)化率與逆方向建立的平衡其產(chǎn)率之和為1，
則逆方向吸熱為4.9kJ-2.2kJ=2.7kJ，
故答案為：吸收2.7kJ的熱量．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了熱化學(xué)方程式的含義，可逆反應(yīng)的特點(diǎn)，特別是利用等效平衡解決問題是關(guān)鍵，注意理解，題目有難度．