Question

【題目】甲醇是一種新型燃料，甲醇燃料電池即將從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化生產(chǎn)。工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g） △H1=－116 kJ·mol－1

（1）已知： △H2=－283 kJ·mol－1

△H3=－242 kJ·mol－1

則表示1mol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO 2和水蒸氣時(shí)的熱化學(xué)方程式：________________

（2）在容積為1L的恒容容器中，分別研究在230℃、250℃、270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。右圖是上述三種溫度下不同的H2和CO的起始組成比（起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1mol）與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。請(qǐng)回答:

①在上述三種溫度中，曲線Z對(duì)應(yīng)的溫度是________________

②利用圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，計(jì)算出曲線Z在對(duì)應(yīng)溫度下CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的平衡常數(shù) K=_________。

（3）在某溫度下，將一定量的CO和H2投入10L的密閉容器中，5min時(shí)達(dá)到平衡，各物質(zhì)的物質(zhì)的濃度 （molL－1）變化如下表所示：

	0min	5min	10min
CO	0.1		0.05
H2	0.2		0.2
CH3OH	0	0.04	0.05

若5min～10min只改變了某一條件，所改變的條件是_________________________。

Answer 1

【答案】 CH3OH（g）+ 3/2O2（g）=CO2（g）+ 2H2O（g） △H1=－651 kJ·mol－1 270℃ 4 增加了1molH2（或增大了H2的濃度也可）

【解析】（1）根據(jù)反應(yīng)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=116kJmol1，

②CO(g)+ O2(g)═CO2(g) △H2=283kJmol1，

③H2(g)+ O2(g)═H2O(g) △H3=242kJmol1，

根據(jù)蓋斯定律：①②③×2得：CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=651kJmol1，

故答案為：CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=651kJmol1；

（2）①根據(jù)反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=116kJmol1，是放熱反應(yīng)，溫度越高，轉(zhuǎn)化率越低，所以曲線Z對(duì)應(yīng)的溫度是270℃；

故答案為：270℃；

②a點(diǎn)H2和CO的起始組成比1.5，CO轉(zhuǎn)化率50%，體積為1L，

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始（mol）1 1.5 0

變化（mol）0.5 1 0.5

平衡（mol）0.5 0.5 0.5

該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ，

故答案為：4；

（3）根據(jù)表格分析可得：

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

0min時(shí)（mol） 0.1 0.2 0

變化 （mol） 0.04 0.08 0.04

5min時(shí)（mol） 0.06 0.12 0.04

變化 （mol） 0.01 0.08 0.01

10min時(shí)（mol） 0.05 0.2 0.05

5min～10min這段時(shí)間內(nèi)，CO減少了0.01mol，CH3OH增加了0.01mol，反應(yīng)正向進(jìn)行。按計(jì)量系數(shù)之比，H2這段時(shí)間內(nèi)減少了0.02mol，而事實(shí)上10min末，H2增加了0.08mol，所以5min末改變的條件為：增加了1molH2。

故答案為：增加了1molH2或增大了H2的濃度。