Question

面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景。

（1）已知在常温常压下反应的热化学方程式：

①CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g）　ΔH1＝－90 kJ·mol－1

②CO（g）＋H2O（g） CO2（g）＋H2（g）ΔH2＝－41 kJ·mol－1

写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式：_______________________。

（2）在容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①p1________p2（填“大于”、“小于”或“等于”）；

②在其他条件不变的情况下，再增加a mol CO与2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），平衡常数________。

（3）已知在T ℃时，CO（g）＋H2O（g）??CO2（g）＋H2（g）的平衡常数K＝0.32，在该温度下，已知c始（CO）＝1 mol·L－1，c始（H2O）＝1 mol·L－1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应________（填“已经”或“没有”）达到平衡，原因是___________________________________________。此时刻v正________v逆（填“>”或“<”）。

 

Answer 1

（1）CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH＝－49 kJ·mol－1　（2）①小于　②增大　不变　（3）没有　此时＝＝0.012 3<0.32　>

【解析】（1）由盖斯定律，热化学方程式①－②得CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－90 kJ·mol－1－（－41 kJ·mol－1）＝－49 kJ·mol－1。（2）由图像可知，相同温度下，p2下CO的转化率大于p1下CO的转化率，由热化学方程式①可知，增大压强平衡右移，故p1<p2；在其他条件不变的情况下，再增加a mol CO与2a mol H2，相当于增大压强，平衡右移，故CO的转化率增大；由于温度不变，故其平衡常数不变。（3）＝＝0.012 3<K＝0.32，故反应未达到平衡。此时反应向正反应方向进行，故v正>v逆。