Question

【题目】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VL的容器中充入amol CO与2amol 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amol CO与2amol 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υ正________υ逆(填“>”或“<”)。

Answer 1

【答案】CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJ·mol－1 小于 增大 不变 没有 此时 >

【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）①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。

②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）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%，此时c（CO）=c（H2O）=0.9mol/L、c（CO2）=c（H2）=0.1mol/L，Qc=＝＝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υ正>υ逆。