【題目】碳及化合物在生產(chǎn)生活中用比較廣泛;卮鹣铝袉栴}:

1)已知:①H2(g)+ O2(g)=H2O(1)H1=-285.8kJ·mol-1

CH3OH(1)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) H2=-725.5kJ·mol-1

CO2(g)+3H2(g)=CH2OH(1)+H2O(1)的反應(yīng)熱 H=____________

2)某研究小組用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H0,將三組混合氣體分別通入到三個2L恒容密閉容器中進行反應(yīng),得到如下三組實驗數(shù)據(jù):

實驗組

溫度

起始時物質(zhì)的量/mol

平衡時物質(zhì)的量/mol

達到平衡所需的時間/min

CO

H2

CH3OH

CO

H2

CH3OH

1

650

2.0

6.0

0

1.0

5

2

900

2.0

6.0

0

1.2

2

3

650

1.0

4.0

2.0

a

b

c

t

實驗1條件下平衡常數(shù)K=__________,ab之間可能的關(guān)系為_____________。

已知反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)CO的轉(zhuǎn)化率(a)與溫度(T)、壓強(p)的關(guān)系如右圖所示:

p1______p2(填”“”“=”)。先升高溫度、后增大壓強,能否實現(xiàn)b點到c點的轉(zhuǎn)化?__________(填不能),原因是_____________________________________________。

a、c兩點的反應(yīng)速率為v1________v2(填”“”“=”)。

③在不改變反應(yīng)物用量情況下,為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是_____________(答出三條措施)。

【答案】 -131.9 kJ·mol-1 0.25 b2a+2 < 升高溫度,平衡逆向移動,CO的轉(zhuǎn)化率降低;增大壓強,平衡正向移動,CO的轉(zhuǎn)化率增大。兩種因素相互抵消,可以使CO的轉(zhuǎn)化率保持不變 < 降溫、加壓,將甲醇液化從混合氣體中分離出來

【解析】1已知:①H2(g)+1/2O2(g)H2O(1) H1=285.8kJ·mol-1

CH3OH(1)+3/2O2(g)CO2(g)+2H2O(1) H2=725.5kJ·mol-1

依據(jù)蓋斯定律可知①×3即可得到反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(1)+H2O(1)的反應(yīng)熱 △H=-131.9kJ/mol;(2根據(jù)方程式可知

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

起始濃度mol/L1 3 0

變化濃度mol/L0.5 1 0.5

平衡濃度mol/L0.5 2 0.5

所以平衡常數(shù)K0.5/(0.5×22)0.25

實驗3溫度不變,平衡常數(shù)不變,此時濃度商Q=1/(0.5×22)0.5K,反應(yīng)逆向進行,

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

起始濃度mol/L0.5 2 1

變化濃度mol/L1-0.5c 2-c 1-0.5c

平衡濃度mol/L0.5a 0.5b 0.5c

起始量消耗量+平衡量,即0.5a0.5+0.5-0.5c,0.5b2+2-c解得b2a+2;

3)①該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積減小的放熱反應(yīng),相同溫度下,增大壓強,平衡向氣體體積減小的方向移動,平衡正向進行,一氧化碳轉(zhuǎn)化率增大,壓強越大一氧化碳轉(zhuǎn)化率越大,P1P2;壓強一定,升高溫度,平衡逆向進行,一氧化碳轉(zhuǎn)化率減小,先升高溫度,后增大壓強,一氧化碳轉(zhuǎn)化率先減小后增大,可以到達C點,使一氧化碳轉(zhuǎn)化率不變,所以能實現(xiàn)b點到c點的轉(zhuǎn)化;②C點溫度高反應(yīng)速率快,達到反應(yīng)速率需要的時間短,因此反應(yīng)速率v1v2;③反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng),提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是降溫、加壓、分離出甲醇、增大氫氣濃度等。

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