Question

【題目】甲醇（沸點：64.7oC）是一種清潔能源，制取甲醇的成熟的方法有很多，利用CO2和H2甲醇制甲醇的反應方程式如下：
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.4kJ/mol
Ⅰ．一定條件下，向容積為2L恒容密閉容器中充入1.2mol CO2（g）和2.8mol H2（g），在不同溫度下達平衡時，CH3OH的體積分數(shù)變化曲線如圖1所示．
（1）保持T1恒溫下，從開始到平衡所需時間為10分鐘．測定平衡時容器內壓強為P1MPa．
①開始到平衡的平均反應速率v（CO2）=mol/（Lmin）
②該溫度下反應的平衡常數(shù)K=
（2）使上述反應在T2（T1＜T2）的恒溫下進行并達平衡．測定到平衡所需是為t2分鐘，平衡時容器內壓強為P2 MPa．則t210；P2P1（填＞、＜或=）
Ⅱ．某研究小組通過實驗探究不同的氫碳比[n（H2）/n（CO2）]對反應物轉化率的影響．
向容積為2L的恒溫恒容密閉容器，把總物質的量為4mol的H2 （g）和CO2 （g）以不同的氫碳比[n（H2）/n（CO2）]開始進行反應，分別達到平衡時，測定剩余CH3OH的濃度以計算CO2（g）或H2（g）的轉化率．
（3）圖2畫出了CO2（g）轉化率的變化曲線，請在圖中畫出H2（g）的轉化率的變化曲線（以A為起點），并作相應的標注 ．

Ⅲ．利用利用CO2和H2也可以制取另一種重要的有機溶劑甲醚CH3OCH3 ．
已知2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=﹣25．kJ/mol寫出利用CO2和H2制取甲醚的熱化學方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）0.04；100（mol/L）﹣2
（2）＜；＞
（3）；2CO2（g）+6H2（g）=CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=﹣123.8kJ/mol
【解析】解：Ⅰ．（1）一定條件下，向容積為2L恒容密閉容器中充入1.2mol CO2（g）和2.8mol H2（g），在不同溫度下達平衡時，保持T1恒溫下，從開始到平衡所需時間為10分鐘．CH3OH的體積分數(shù)為33.3%即為 ，設反應的二氧化碳物質的量濃度為x，

	CO2（g）+	3H2（g）	CH3OH（g）+	H2O（g）
起始量（mol/L）	0.6	1.4	0	0
變化量（mol/L）	X	3x	X	X
平衡量（mol/L）	0.6-x	1.4-3x	x	X

=
x=0.4mol/L①開始到平衡的平均反應速率v（CO2）= =0.04mol/（Lmin），所以答案是：0.04；②該溫度下反應的平衡常數(shù)K= =100（mol/L）﹣2 ， 所以答案是：100（mol/L）﹣2；（2）保持T1恒溫下，從開始到平衡所需時間為10分鐘．測定平衡時容器內壓強為P1MPa，使上述反應在T2（T1＜T2）的恒溫下進行并達平衡．測定到平衡所需是為t2分鐘，平衡時容器內壓強為P2 MPa，溫度升高反應速率增大，達到平衡所需時間縮短，t2＜10，反應為放熱反應，升溫平衡逆向進行氣體物質的量增大氣體壓強增大，
P2＞P1 ，
所以答案是：＜；＞；（3）CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.4kJ/mol，反應物質以不同的氫碳比 反應，當比值越二氧化碳的轉化率越大，氫氣轉化率減小，比值為3時和反應比相同，二者轉化率相同，據(jù)此畫出氫氣轉化率變化曲線為：

所以答案是： ；
Ⅲ．已知①2CH3OH（g）=CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=﹣25．kJ/mol，②CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.4kJ/mol
蓋斯定律計算得到：②×2+①得到：2CO2（g）+6H2（g）=CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=﹣123.8 kJ/mol
所以答案是：2CO2（g）+6H2（g）=CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=﹣123.8 kJ/mol．