Question

甲醇是一種可再生燃料。在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g) ，其他條件不變，在300℃和500℃時，物質(zhì)的量n(CH₃OH)-反應(yīng)時間t的變化曲線如圖所示。

（1）該反應(yīng)的△H         0 （填>、<或=）

（2）300℃時，0-t₁  min內(nèi) CH₃OH的平均生成速率為               

（3）若要提高甲醇的產(chǎn)率，可采取的措施有_________         。（填字母）

A．縮小容器體積         B．降低溫度    

C．升高溫度             D．使用合適的催化劑    

E．甲醇從混合體系中分離出來    

（4）300℃時，CO、H₂的起始物質(zhì)的量分別為2mol和3mol，若圖中n₁數(shù)據(jù)為0.5mol，試計算300℃下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)（寫出計算過程，保留兩位有效數(shù)字）

（5）工業(yè)上也可以用CO₂和H₂反應(yīng)制得甲醇。在2×10⁵Pa、300℃的條件下，若有440g CO₂與H₂恰好完全反應(yīng)生成甲醇和水，放出495kJ的熱量，試寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                           。

Answer 1

【知識點】化學(xué)平衡的移動、化學(xué)平衡的計算、熱化學(xué)方程式的書寫  G2  F2

【答案解析】

  (1)＜   (2)n₁/2t₁  mol·L^-1·min^-1         (3）ABE

(4)                            CO(g)+2H₂(g)CH₃OH

 起始物質(zhì)的量濃度（mol·L^-1)   1.0     1.5       0

 轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量濃度（mol·L^-1)   0.25    0.5      0.25

 平衡物質(zhì)的量濃度（mol·L^-1)   0.75    1.0      0.25

(5)CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)  △H=-49.5KJ/mol

解析：(1)根據(jù)圖像500℃比300℃平衡時甲醇的物質(zhì)的量小，說明升高溫度平衡向逆向移動，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，該反應(yīng)的△H＜0；

（2）300℃時，0-t₁  min內(nèi) CH₃OH的平均生成速率為： mol·L^-1·min^-1 

（3）若要提高甲醇的產(chǎn)率，也就是使平衡正向移動，可采取的措施有：加壓、降溫、減小甲醇的濃度，而升高溫度平衡逆向移動，甲醇的產(chǎn)率降低，使用催化劑平衡不移動。所以選ABE。

（4）利用三段式計算平衡時反應(yīng)物及生成物的濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式即可。

（5）根據(jù)440g CO₂與H₂恰好完全反應(yīng)生成甲醇和水，放出495kJ的熱量，計算44g CO₂與H₂恰好完全反應(yīng)生成甲醇和水，放出49.5kJ的熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)  △H=-49.5KJ/mol

【思路點撥】本題考查了化學(xué)平衡的移動、化學(xué)平衡的計算、熱化學(xué)方程式的書寫，難度不大。