Question

甲醇（CH₃OH）被稱為21世紀的新型燃料，以煤為原料制備甲醇的流程如下：

（1）氣化爐中主要反應的化學方程式為

 

．
（2）已知CO、H₂、甲醇（I）的燃燒熱分別為：-285.8kJ/mol、-283kJ/mol、-726.5kJ/mol，則CO和H₂合成甲醇的熱化學方程式為

 

．
（3）一定條件下，在催化反應室中發(fā)生反應：CO（g）十2H（g）?CH₃OH（g）△H＜0；CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示，回答下列問題：

①工業(yè)上，上述匣應溫度不宜過高，原因是

 

；
②若反應是1mol CO與2mol H₂在2L容積中進行，則100°、P₁下，該反應的平衡常數(shù)為

 

；維持溫度、容積不變，催化反應室再增加1mol CO與2mol H₂，達到新平衡時，CO的轉化率

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

考點：煤的干餾和綜合利用,熱化學方程式,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)碳和水蒸氣在高溫下反應生成一氧化碳和氫氣；
（2）先根據(jù)燃燒熱分別寫出CO、H₂、CH₃OH熱化學方程式后，根據(jù)蓋斯定律就可得出CO和H₂合成甲醇的熱化學方程式；
（3）①溫度對化學平衡的影響來分析；
②由圖可知，100℃、P₁下達到平衡時CO的轉化率為0.5，則轉化的n（CO）=1mol×0.5=0.5mol，平衡時c（CO）=

1mol×(1-0.5)

2L

=0.25mol/L，c（H₂）=

2mol-1mol

2L

=0.5mol/L，c（CH₃OH）=

0.5mol

2L

=0.25mol/L，然后帶入化學平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；維持溫度、容積不變，催化反應室再增加1mol CO與2mol H₂，相當于增壓，根據(jù)壓強對化學平衡的影響來判斷．

解答： 解：（1）碳和水蒸氣在高溫下反應生成一氧化碳和氫氣，方程式為：C+H₂O（氣）

高溫  .

CO+H₂；
故答案為：C+H₂O（氣）

高溫  .

CO+H₂；
（2）CO燃燒的熱化學方程式：CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）△H=-285.8kJ?mol^-1 ①
H₂燃燒的熱化學方程式：2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-283×2 kJ?mol^-1 ②
CH₃OH燃燒的熱化學方程式：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-726.5kJ?mol^-1 ③
根據(jù)蓋斯定律將①+②+（-③）可得：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=-125.3KJ?mol^-1，
故答案為：CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（l）△H=-125.3KJ?mol^-1；
（3）①該反應為放熱反應，溫度過高，平衡逆向移動，CH₃OH產率降低；
故答案為：該反應為放熱反應，溫度過高，平衡逆向移動，CH₃OH產率降低；
②由圖可知，100℃、P₁達到平衡時CO的轉化率為0.5，則轉化的n（CO）=1mol×0.5=0.5mol，平衡時c（CO）=

1mol×(1-0.5)

2L

=0.25mol/L，c（H₂）=

2mol-1mol

2L

=0.5mol/L，c（CH₃OH）=

0.5mol

2L

=0.25mol/L，化學平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

=

0.25

0.25×0．52

=4；維持溫度、容積不變，催化反應室再增加1mol CO與2mol H₂，相當于增壓，壓強增大，平衡向正反應方向移動，CO的轉化率增大；
故答案為：4；增大；

點評：本題主要考查了熱化學方程式式、蓋斯定律以及外界條件對化學平衡的影響，難度不大，注意知識的運用．