Question

【题目】碳及其化合物在有机合成、能源开发等工农业方面具有十分广泛的应用。

Ⅰ.在25℃、101kPa时，1.00g C6H6(l)燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出41.8kJ的热量，表示C6H6(l)燃烧热的热化学方程式为___________________。

Ⅱ.乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法

已知：2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)ΔH=-484kJ/mol

OHC-CHO(g)+2H2(g) HOCH2CH2OH(g) ΔH=-78kJ/mol

则乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O(g)的ΔH=________；相同温度下，该反应的化学平衡常数K=____________(用含K1、K2的代数式表示)。

Ⅲ. 甲醇的合成。

(1)在一容积为2L的密闭容器内，充入0.2molCO与0.4molH2发生反应如下：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，CO的平衡转化率与温度，压强的关系如图所示。

①A、B两点对应的压强大小关系是PA________PB(填“>、<、=”)。

②A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是__________。

③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是______________(填代号)。

a．H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍 b．CH3OH的体积分数不再改变

c．混合气体的密度不再改变 d．CO和CH3OH的物质的量之和保持不变

(2)在P1压强、T1℃时，经5min达到化学平衡，则用氢气表示该反应的化学速率v(H2)=______，再加入1.0molCO后重新到达平衡，则CO的转化率______(填“增大，不变，减小”)。

Answer 1

【答案】C6H6(l)+ O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) △H=-3260.4 kJ/mol -406kJ/mol < KA=KB＞KC b 0.02mol/(L·min) 减小

【解析】

Ⅰ.燃烧热指的是1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，据题意可知，1.00g C6H6(l)燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出41.8kJ的热量，78g苯燃烧放出78×41.8kJ=3260.4 kJ的热量，据此可以写出C6H6(l)燃烧热的热化学方程式；

Ⅱ.根据盖斯定律进行计算；分别写出①②反应中平衡常数的表达式，二者相除可以得出HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O(g)反应的平衡常数K；

Ⅲ. (1)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是气体体积减小的反应，压强增大，平衡右移，CO的平衡转化率增大，据此判定A、B两点对应的压强大小关系；

②根据温度对平衡移动规律的影响进行分析；平衡常数只是温度的函数，据此进行分析；

③根据反应达平衡时，正逆反应速率相等，各组分的浓度不变及由此衍生的其他物理量进行进行；

(2)在P1压强、T1℃时，经5min达到化学平衡，CO的转化率为0.5，据此计算出氢气的变化浓度，据此计算v(H2)；可逆反应中，两种物质参加反应，增加该物质的浓度，该物质的转化率减小。

Ⅰ.在25℃、101kPa时，1.00g C6H6(l)燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出41.8kJ的热量，78g苯燃烧放出78×41.8kJ=3260.4 kJ的热量，表示C6H6(l)燃烧热的热化学方程式为C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) △H=-3260.4 kJ/mol；

故答案为：C6H6(l)+ O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) △H=-3260.4 kJ/mol；

Ⅱ.已知：①2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)ΔH=-484kJ/mol

②OHC-CHO(g)+2H2(g) HOCH2CH2OH(g) ΔH=-78kJ/mol

由盖斯定律：①-②，则乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O(g)的ΔH==-484kJ/mol+78kJ/mol= -406kJ/mol；相同温度下，该反应的化学平衡常数K=；

故答案为：-406kJ/mol； ；

Ⅲ. (1)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是气体体积减小的反应，压强增大，CO的平衡转化率增大，A、B两点对应的压强大小关系是PA<PB；

故答案为：<；

②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，温度升高，CO的平衡转化率减小，说明正反应放热，C点平衡常数小于A点，A、B两点温度相同，平衡常数相同，A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是KA=KB＞KC；

故答案为：KA=KB＞KC；

③a．只要反应发生就有H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍，故错误；

b．CH3OH的体积分数不再改变，说明各物质的量不变，反应达平衡状态，故正确；

c．反应前后气体的总质量不变，气体的体积不变，反应过程中混合气体的密度保持不改变，无法判断是否达到平衡，故错误；

d．CO和CH3OH的物质的量之和保持不变，可能平衡也可能未平衡，故错误；

故答案为：b；

(2)在P1压强、T1℃时，经5min达到化学平衡，CO的转化率为0.5，则用氢气表示该反应的化学速率v(H2)==0.02mol/(L·min)，再加入1.0molCO后，加入的CO不可能100%的转化，重新到达平衡，则CO的转化率减小。

故答案为：0.02mol/(L·min)；减小。