Question

【題目】面對目前世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)，甲醇作為一種較好的可再生能源，具有廣泛的應(yīng)用前景。

(1)已知在常溫常壓下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1＝ -90 kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝ -41 kJ·mol－1

寫出由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式：_______________________。

(2)在容積為VL的容器中充入amol CO與2amol H2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

①p1 ________ p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；

②在溫度、體積不變的情況下，再增加amol CO與2amol H2，達(dá)到新平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)，平衡常數(shù)_____(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(3)已知在T℃時(shí)，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝0.32，在該溫度下，已知c始(CO)＝1 mol·L－1，c始(H2O)＝1 mol·L－1，某時(shí)刻經(jīng)測定CO的轉(zhuǎn)化率為10%，則該反應(yīng)________(填“已經(jīng)”或“沒有”)達(dá)到平衡，此時(shí)刻υ正 ______υ逆 (填“>”、“<”或“=”)。

Answer 1

【答案】CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝-49 kJ·mol-1 小于 增大 不變 沒有 >

【解析】

（1）根據(jù)已知熱化學(xué)方程式和蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算；

（2）①根據(jù)壓強(qiáng)對平衡移動的影響進(jìn)行判斷，判斷壓強(qiáng)對平衡的影響時(shí)，須讓溫度相同；

②在溫度、體積不變的情況下，再增加amol CO與2amol H2，達(dá)到的新平衡，相當(dāng)于對原平衡增大壓強(qiáng)，再根據(jù)壓強(qiáng)對平衡移動的影響進(jìn)行判斷轉(zhuǎn)化率的變化；溫度不變，平衡常數(shù)不變；

（3）已知平衡常數(shù)，計(jì)算此刻的濃度商，進(jìn)行比較，判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。

（1）已知熱化學(xué)方程式①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1＝ -90 kJ·mol－1；②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝ -41 kJ·mol－1；根據(jù)蓋斯定律，①-②可得由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式為：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝-49 kJ·mol-1；

故答案為：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝-49 kJ·mol-1；

（2）①對于反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，當(dāng)溫度一定時(shí)，加壓平衡正向移動，CO轉(zhuǎn)化率增大，由圖像可知，壓強(qiáng)為p1時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率小，壓強(qiáng)為p2時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率大，則p1 小于p2；

故答案為：小于；

②在溫度、體積不變的情況下，再增加amol CO與2amol H2，達(dá)到的新平衡，相當(dāng)于對原平衡增大壓強(qiáng)，則CO的轉(zhuǎn)化率增大；溫度不變，平衡常數(shù)不變；

故答案為：增大；不變；

(3)已知在T℃時(shí)，CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝0.32，在該溫度下，已知c始(CO)＝1 mol·L-1，c始(H2O)＝1 mol·L－1，某時(shí)刻經(jīng)測定CO的轉(zhuǎn)化率為10%，可列三段式計(jì)算此時(shí)濃度商，

此時(shí)濃度商為：，則反應(yīng)正向進(jìn)行，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，υ正 >υ逆；

故答案為：沒有；>。