Question

【题目】甲醇（沸点：64.7oC）是一种清洁能源，制取甲醇的成熟的方法有很多，利用CO2和H2甲醇制甲醇的反应方程式如下：
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.4kJ/mol
Ⅰ．一定条件下，向容积为2L恒容密闭容器中充入1.2mol CO2（g）和2.8mol H2（g），在不同温度下达平衡时，CH3OH的体积分数变化曲线如图1所示．
（1）保持T1恒温下，从开始到平衡所需时间为10分钟．测定平衡时容器内压强为P1MPa．
①开始到平衡的平均反应速率v（CO2）=mol/（Lmin）
②该温度下反应的平衡常数K=
（2）使上述反应在T2（T1＜T2）的恒温下进行并达平衡．测定到平衡所需是为t2分钟，平衡时容器内压强为P2 MPa．则t210；P2P1（填＞、＜或=）
Ⅱ．某研究小组通过实验探究不同的氢碳比[n（H2）/n（CO2）]对反应物转化率的影响．
向容积为2L的恒温恒容密闭容器，把总物质的量为4mol的H2 （g）和CO2 （g）以不同的氢碳比[n（H2）/n（CO2）]开始进行反应，分别达到平衡时，测定剩余CH3OH的浓度以计算CO2（g）或H2（g）的转化率．
（3）图2画出了CO2（g）转化率的变化曲线，请在图中画出H2（g）的转化率的变化曲线（以A为起点），并作相应的标注 ．

Ⅲ．利用利用CO2和H2也可以制取另一种重要的有机溶剂甲醚CH3OCH3 ．
已知2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=﹣25．kJ/mol写出利用CO2和H2制取甲醚的热化学方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）0.04；100（mol/L）﹣2
（2）＜；＞
（3）；2CO2（g）+6H2（g）=CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=﹣123.8kJ/mol
【解析】解：Ⅰ．（1）一定条件下，向容积为2L恒容密闭容器中充入1.2mol CO2（g）和2.8mol H2（g），在不同温度下达平衡时，保持T1恒温下，从开始到平衡所需时间为10分钟．CH3OH的体积分数为33.3%即为 ，设反应的二氧化碳物质的量浓度为x，

	CO2（g）+	3H2（g）	CH3OH（g）+	H2O（g）
起始量（mol/L）	0.6	1.4	0	0
变化量（mol/L）	X	3x	X	X
平衡量（mol/L）	0.6-x	1.4-3x	x	X

=
x=0.4mol/L①开始到平衡的平均反应速率v（CO2）= =0.04mol/（Lmin），所以答案是：0.04；②该温度下反应的平衡常数K= =100（mol/L）﹣2 ， 所以答案是：100（mol/L）﹣2；（2）保持T1恒温下，从开始到平衡所需时间为10分钟．测定平衡时容器内压强为P1MPa，使上述反应在T2（T1＜T2）的恒温下进行并达平衡．测定到平衡所需是为t2分钟，平衡时容器内压强为P2 MPa，温度升高反应速率增大，达到平衡所需时间缩短，t2＜10，反应为放热反应，升温平衡逆向进行气体物质的量增大气体压强增大，
P2＞P1 ，
所以答案是：＜；＞；（3）CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.4kJ/mol，反应物质以不同的氢碳比 反应，当比值越二氧化碳的转化率越大，氢气转化率减小，比值为3时和反应比相同，二者转化率相同，据此画出氢气转化率变化曲线为：

所以答案是： ；
Ⅲ．已知①2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=﹣25．kJ/mol，②CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.4kJ/mol
盖斯定律计算得到：②×2+①得到：2CO2（g）+6H2（g）=CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=﹣123.8 kJ/mol
所以答案是：2CO2（g）+6H2（g）=CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=﹣123.8 kJ/mol．