Question

(8分)科學(xué)家利用太陽(yáng)能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）已知： ①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H=+49.0kJ/mol

②CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=－192.9kJ/mol

由上述方程式可知，CH3OH(g)的燃燒熱____（填“大于”、“等于”或小于”）192.9kJ/mol。已知水的氣化熱為44 kJ/mol，則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為______________________________。

（2）在容積為2 L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變的情況下，考查溫度對(duì)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示（注：T1、T2均大于300 ℃）

該反應(yīng)為_________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)；在T1溫度時(shí)，將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉恒容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO2轉(zhuǎn)化率為a，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為____________________。

 

Answer 1

（1）大于H2 (g)+1/2O2 (g)=H2O(l) ΔH=－124.6KJ/mol；（2）放熱 ； (2-a)/2。

【解析】

試題分析：（1）甲醇的燃燒熱是1mol的甲醇完全燃燒產(chǎn)生穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量。水在室溫下的穩(wěn)定狀態(tài)是液體，1mol的甲醇甲醇完全燃燒產(chǎn)生氣態(tài)水時(shí)所放出的熱量是192.9kJ,由于水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水時(shí)會(huì)放出熱量，所以燃燒熱要大于192.9kJ/mol。（②－①）÷3可得H2 (g)+1/2O2 (g)=H2O(g) ΔH=－80.6KJ/mol；由于水的氣化熱為44 kJ/mol，則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2 (g)+1/2O2 (g)=H2O(g) ΔH=－124.6KJ/mol；（2）由于升高溫度，甲醇的平衡含量減少，根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，說(shuō)明合成甲醇的反應(yīng)放熱反應(yīng)；在恒容時(shí)，氣體的物質(zhì)的量的比等于壓強(qiáng)之比，CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，由于加入了1mol的CO2，而且其轉(zhuǎn)化率為a，則達(dá)到平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量是CO2 :(1-a)mol; H2：3(1-a)mol; CH3OH：amol；H2O：amol。n(平衡)：n(開始)= [(1-a)＋3(1-a)＋a＋a]：（1+3)=(4-2a）:4= (2-a):2。

考點(diǎn)：考查熱化學(xué)方程式的書寫、燃燒熱、反應(yīng)熱的判斷及恒壓時(shí)氣體的壓強(qiáng)比的關(guān)系的知識(shí)。