Question

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景．
（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應合成甲醇：
反應Ⅰ：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁
反應Ⅱ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
①上述反應符合“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Ⅰ在不同溫度下的化學平衡常數(shù)（K）．

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中數(shù)據(jù)判斷，△H₁

 

0（填“＞”、“=”或“＜”）．
③某溫度下，將2mol CO和6mol H₂充入2L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol?L^-1，則CO的轉(zhuǎn)化率為

 

，此時的溫度為

 

（從上表中選擇）．
（2）下列各項能作為判斷反應Ⅰ在2L的密閉容器中達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)的是

 

（填序號字母）．
A．容器內(nèi)CO、H₂、CH₃OH的濃度之比為1：2：1
B．2v（H₂）_（正）=v（CO）_（逆）
C．容器內(nèi)壓強保持不變
D．混合氣體的密度保持不變
（3）已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₁=-1 275.6kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566.0kJ?mol^-1
③H₂O（g）═H₂O（l）△H₃=-44.0kJ?mol^-1
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式：

 

．

Answer 1

考點：反應熱和焓變,熱化學方程式,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①“原子經(jīng)濟性”是指在化學品合成過程中，合成方法和工藝應被設計成能把反應過程中所用的所有原材料盡可能多的轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)物中；
②反應物總能量大于生成物總能量時，該反應為放熱反應；
③根據(jù)一氧化碳的平衡濃度計算平衡時一氧化碳的物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式計算其轉(zhuǎn)化率；列式三段式計算平衡濃度，結合平衡常數(shù)概念計算得到，再根據(jù)表格分析；
（2）平衡狀態(tài)的判斷的關鍵是正逆反應速率相等和各組分濃度保持不變；
（3）根據(jù)蓋斯定律計算．

解答： 解：（1）根據(jù)原子經(jīng)濟知，Ⅰ沒有副產(chǎn)物，符合原子經(jīng)濟理念，Ⅱ中有副產(chǎn)物，不符合原子經(jīng)濟理念，故選Ⅰ；
（2）根據(jù)圖象知，反應物總能量大于生成物總能量，所以該反應是放熱反應，則△H₁＜0，故答案為：＜；
（3）平衡時剩余一氧化碳的物質(zhì)的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率=

(2-0.4)mol

2mol

×100%=80%，
               CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol/L） 1       3           0
變化量（mol/L） 0.8    1.6         0.8
平衡量（mol/L） 0.2    1.4         0.8
K=

0.8

0.2×1．42

=2.041，對照圖表數(shù)據(jù)判斷溫度為250℃，
故答案為：80%；250℃；
（2）平衡狀態(tài)的判斷的關鍵是正逆反應速率相等和各組分濃度保持不變，
A、容器內(nèi)CO、H₂、CH₃OH的濃度之比為1：2：1時，未必達到平衡，故A錯誤；
B、v（H₂）_（正）=2v（CO）_（逆）時，說明正逆反應速率相等，故B錯誤；
C、△V≠0，所以壓強不變時反應達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D、2L容積不變，氣體質(zhì)量守恒，所以密度不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故選：C；
（3）已知：①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
由蓋斯定律，①-②+③×4得：
2CH₃OH（l）+2O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l），故△H=-1275.6kJ∕mol-（-566.0kJ/mol）+（-44.0kJ/mol）×4=-885.6 kJ∕mol，
所以其熱化學反應方程式為：CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8 kJ∕mol，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8 kJ∕mol．

點評：本題考查了原電池原理、轉(zhuǎn)化率、蓋斯定律等知識點，會根據(jù)已知方程式結合蓋斯定律寫出目標方程式，注意：熱化學方程式的書寫，為易錯點．