Question

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。

(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇：

反應(yīng)Ⅰ：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH1

反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2

①上述反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

②下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅰ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。

溫度	250 ℃	300 ℃	350 ℃
K	2.041	0.270	0.012

 

由表中數(shù)據(jù)判斷，ΔH1 0(填“＞”、“＝”或“＜”)。

③某溫度下，將2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測得c(CO)＝0.2 mol·L－1，則CO的轉(zhuǎn)化率為 ，此時的溫度為 (從上表中選擇)。

(2)已知在常溫常壓下：

①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH1＝－1 275.6 kJ·mol－1

②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1

③H2O(g)===H2O(l) ΔH3＝－44.0 kJ·mol－1

寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式： 。

 

Answer 1

(1)①Ⅰ ②＜ ③80% 250 ℃

(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－442.8 kJ·mol－1

【解析】(1)①反應(yīng)Ⅰ的產(chǎn)物只有甲醇，而反應(yīng)Ⅱ的產(chǎn)物有兩種，故反應(yīng)Ⅰ符合“原子經(jīng)濟(jì)”原則；②觀察圖表數(shù)據(jù)可得，升溫時，K值變小，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即ΔH1＜0；③CO的轉(zhuǎn)化率為(2 mol－0.2 mol·L－1×2 L)/2 mol×100%＝80%；此時的化學(xué)平衡常數(shù)為

故此時的溫度為250 ℃。(2)將三個熱化學(xué)方程式進(jìn)行變形：[①＋(－②)＋4×③]×，可得甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式，即CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝[ΔH1＋(－ΔH2)＋4ΔH3]×＝－442.8 kJ·mol－1。