Question

工业上常用天然气作为制备甲醇CH₃OH的原料．已知：
①CH₄（g）+O₂（g）?CO（g）+H₂（g）+H₂O（g）△H=-321.5kJ/mol
②CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=+250.3kJ/mol  
③CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90kJ/mol
（1）CH₄（g）与O₂（g）反应生成CH₃OH（g）的热化学方程式为

 

．
（2）向VL恒容密闭容器中充入a mol CO与2a mol H₂，在不同压强下合成甲醇．CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：
①压强P₁

 

P₂（填“＜”、“＞”或“=”）
②在100℃、P₁压强时，平衡常数为

 

（用含a，V的代数式表示）．

Answer 1

考点：转化率随温度、压强的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据盖斯定律书写目标热化学方程式；
（2）①反应是气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强平衡正向进行，CO的转化率增大；
②100°C时一氧化碳的转化率为50%，结合平衡三段式列式计算平衡浓度，代入平衡常数平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)×c2(H2)

计算．

解答： 解：（1）①CH₄（g）+O₂（g）?CO（g）+H₂（g）+H₂O（g）△H=-321.5kJ/mol
②CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）△H=+250.3kJ/mol
③CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90kJ/mol
依据盖斯定律，①+②-2×③得到：2CH₄（g）+O₂（g）=2CH₃OH（g）△H=-251.2KJ/mol，
故答案为：2CH₄（g）+O₂（g）=2CH₃OH（g）△H=-251.2KJ/mol；
（2）①由图象可知，相同温度下P₂压强下一氧化碳转化率大于P₁压强下一氧化碳转化率，反应是气体体积减小的反应，压强增大平衡正向进行，所以P₁＜P₂；
故答案为：＜；
②向VL恒容密闭容器中充入a mol CO与2a mol H₂，100°C时一氧化碳的转化率为50%，故CO浓度变化量为

0.5a mol

V L

=

a

2V

mol/L，则：
                CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol/L）：

a

V

     

2a

V

         0 
变化量（mol/L）：

a

2V

     

a

V

         

a

2V

          
平衡量（mol/L）：

a

2V

     

a

V

        

a

2V

           
平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)×c2(H2)

=

a 2V

a 2V ×( a V )2

=

V2

a2

，
故答案为：

V2

a2

．

点评：本题考查热化学方程式、化学平衡图象及影响因素、平衡常数有关计算等，题目难度中等，注意掌握化学平衡三段式解题法．