Question

(10分)研究和開發(fā)CO2和CO的創(chuàng)新利用是環(huán)境保護(hù)和資源利用雙贏的課題。

（1）CO可用于合成甲醇。在體積可變的密閉容器中充入4molCO和8molH2，在催化劑作用下合成甲醇：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）(Ⅰ)，平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率與溫度.壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示：

①該反應(yīng)屬于________反應(yīng)；（填“吸熱”或“放熱”）

②在0.1Mpa .100℃的條件下，該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器體積為開始容器體積的_________倍。（結(jié)果保留兩位小數(shù)點(diǎn)）

③在溫度和容積不變的情況下，再向平衡體系中充入4molCO，達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率_______（填“增大”， “不變”或“減小”）， 平衡常數(shù)K_______（填“增大”，“不變”或“減小”）。

（2）在反應(yīng)(Ⅰ)中需要用到H2做反應(yīng)物，以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。已知：

①CH4（g）+ H2O（g）= CO（g）+3H2（g） △H=+206.2 kJ·mol-1

②CH4（g）+ CO2（g）= 2CO（g）+2H2（g） △H=+247.4 kJ·mol-1

則CH4和H2O（g）反應(yīng)生成CO2和H2的熱化學(xué)方程式為：

Answer 1

（1）①放熱 ② 0.67 ③ 減小 不變

（2） CH4（g）+ 2H2O（g）= CO2（g）+4H2（g）△H=+165.0 kJ·mol-1

【解析】

試題分析：（1）①根據(jù)圖示升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率減小，所以正反應(yīng)放熱；②0.1Mpa .100℃的條件下，CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，所以參加反應(yīng)的CO為2mol，

所以反應(yīng)后的總氣體的物質(zhì)的量為2+4+2=8mol，達(dá)到平衡時(shí)容器體積為開始容器體積的 ；

③在溫度和容積不變的情況下，再向平衡體系中充入CO，達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率減小，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大； 平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，溫度不變K不變。（2）根據(jù)蓋斯定律①×2－②得，CH4和H2O（g）反應(yīng)生成CO2和H2的熱化學(xué)方程式為：CH4（g）+ 2H2O（g）= CO2（g）+4H2（g）△H=+165.0 kJ·mol-1 。

考點(diǎn)：本題考查化學(xué)平衡。