Question

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。

（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：

反應(yīng)Ⅰ：CO（g）＋2H2（g）=CH3OH（g）　ΔH1

反應(yīng)Ⅱ：CO2（g）＋3H2（g）=CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH2

①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟”原則的是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。

②下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）。

溫度	250 ℃	300 ℃	350 ℃
K	2.041	0.270	0.012

 

由表中數(shù)據(jù)判斷，ΔH1______0（填“＞”、“＝”或“＜”）。

③某溫度下，將2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達到平衡后，測得c（CO）＝0.2 mol·L－1，則CO的轉(zhuǎn)化率為________，此時的溫度為________（從上表中選擇）。

（2）已知在常溫常壓下：

①2CH3OH（l）＋3O2（g）=2CO2（g）＋4H2O（g）ΔH1＝－1 275.6 kJ·mol－1

②2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1

③H2O（g）=H2O（l）　ΔH3＝－44.0 kJ·mol－1

寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：__________________________。

 

Answer 1

（1）①Ⅰ　②＜　③80%　250 ℃

（2）CH3OH（l）＋O2（g）=CO（g）＋2H2O（l）ΔH＝－442.8 kJ·mol-1

【解析】（1）①反應(yīng)Ⅰ的產(chǎn)物只有甲醇，而反應(yīng)Ⅱ的產(chǎn)物有兩種，故反應(yīng)Ⅰ符合“原子經(jīng)濟”原則；②觀察圖表數(shù)據(jù)可得，升溫時，K值變小，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即ΔH1＜0；③CO的轉(zhuǎn)化率為（2 mol－0.2 mol·L－1×2 L）/2 mol×100%＝80%；此時的化學(xué)平衡常數(shù)為K＝＝≈2.041，故此時的溫度為250 ℃。（2）將三個熱化學(xué)方程式進行變形：[①＋（－②）＋4×③]×，可得甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式，即CH3OH（l）＋O2（g）=CO（g）＋2H2O（l）　ΔH＝[ΔH1＋（－ΔH2）＋4ΔH3]×＝－442.8 kJ·mol－1。