Question

【题目】甲醇是重要的有机化工原料，目前世界甲醇年产量超过2.1×107吨，在能源紧张的今天，甲醇的需求也在增大。甲醇的合成方法是：

(ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-90.1kJ·mol-1

另外：(ⅱ)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0kJ·mol-1

(ⅲ)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572.0kJ·mol-1

回答下列问题：

（1）甲醇的燃烧热为__kJ·mol-1。

（2）在碱性条件下利用一氯甲烷(CH3Cl)水解也可制备少量的甲醇，该反应的化学方程式为__。

（3）若反应在密闭恒容绝热容器中进行，反应(iv)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.1kJ·mol-1对合成甲醇反应中CO的转化率的影响是（_________）

a.增大 b.减小 c.无影响 d.无法判断

（4）在恒温恒容的密闭容器中发生反应(ⅰ)，各物质的浓度如下表：

浓度/mol·L-1 时间/min	c(CO)	c(H2)	c(CH3OH)
0	0.8	1.6	0
2	0.6	x	0.2
4	0.3	0.6	0.5
6	0.3	0.6	0.5

①x=__。

②前2min内H2的平均反应速率为v(H2)=__。该温度下，反应(ⅰ)的平衡常数K=__。（保留1位小数）

③反应进行到第2min时，改变了反应条件，改变的这个条件可能是（_________）

a.使用催化剂 b.降低温度 c.增加H2的浓度

（5）如图是温度、压强与反应(ⅰ)中CO转化率的关系：

由图像可知，温度越低，压强越大，CO转化率越高，但实际生产往往采用300～400℃和10MPa的条件，其原因是__。

Answer 1

【答案】764.9 CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCl d 1.2 0.2mol·L-1·min-1 4.6L2·mol-2 a 温度较低，反应速率慢；压强太大，成本高

【解析】

（1）利用盖斯定律，热化学方程式(iii)-(i)+(ii)，得新的热化学方程式为：CH4OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.9kJ·mol-1，故甲醇的燃烧热为764.9 kJ·mol-1；

（2）根据提示知CH3Cl中的Cl被羟基取代生成CH3OH，反应方程式为：CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCl[或CH3Cl+H2OCH3OH+HCl]；

（3）反应(iv)消耗反应(i)的另外一种反应物氢气，而且生成反应(i)的反应物CO，使反应(i)的CO转化率降低；但反应(iv)为吸热反应，使体系温度降低，反应(i)正向移动，使反应(i)中CO的转化率提高，两个原因孰轻孰重不得而知，故无法判断反应(iv)对反应(i)中CO转化率的影响；

（4）①观察表中数据可知，0～2min内，CO浓度降低了0.2mol/L，则H2浓度会降低0.4mol/L，则x=1.6-0.4=1.2；

②；平衡常数；

③2min到4min的反应速率大于0到2min，而降低温度，反应速率降低，b项错误；由表格中的数据可知c项错误；故a项使用催化剂正确，故答案为：a；

（5）温度较低，反应速率慢，不利于甲醇的生成；压强越大，CO的转化率越大，但压强太大对设备要求高，成本高。