Question

面對(duì)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V L的容器中充入a mol CO與2a mol 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在其他條件不變的情況下，再增加a mol CO與2a mol H2，達(dá)到新平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率________（填“增大”、“減小”或“不變”，下同），平衡常數(shù)________。

（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(cè)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，原因是___________________________________________。此時(shí)刻v正________v逆（填“>”或“<”）。

 

Answer 1

（1）CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH＝－49 kJ·mol－1�。�2）①小于　②增大　不變�。�3）沒有　此時(shí)＝＝0.012 3<0.32　>

【解析】（1）由蓋斯定律，熱化學(xué)方程式①－②得CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－90 kJ·mol－1－（－41 kJ·mol－1）＝－49 kJ·mol－1。（2）由圖像可知，相同溫度下，p2下CO的轉(zhuǎn)化率大于p1下CO的轉(zhuǎn)化率，由熱化學(xué)方程式①可知，增大壓強(qiáng)平衡右移，故p1<p2；在其他條件不變的情況下，再增加a mol CO與2a mol H2，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡右移，故CO的轉(zhuǎn)化率增大；由于溫度不變，故其平衡常數(shù)不變。（3）＝＝0.012 3<K＝0.32，故反應(yīng)未達(dá)到平衡。此時(shí)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，故v正>v逆。