Question

【題目】甲醇是一種用途廣泛的化工原料,也可作為燃料。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

（1）工業(yè)上常用下列反應(yīng)制備甲醇：CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH= —90.1KJmol-1，該反應(yīng)自發(fā)的條件是________。

（2）實(shí)驗(yàn)室模擬用CO和H2反應(yīng)來(lái)制甲醇。在250℃下，將一定量的CO和H2投入2L的密閉容器中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量（mol）變化如下表所示：（前6min沒(méi)有改變條件）

	2min	4min	6min	8min	20min	…
CO	0.7	0.5	0.5	0.4	0.2	…
H2	1.4	1	1	1.8	2	…
CH3OH	0.3	0.5	0.5	0.6	0.8	…

①?gòu)?/span>0min-4min這段時(shí)間的反應(yīng)速率v（CO）=_________

②250℃時(shí)該反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為________。

③若第6min時(shí)只改變了一個(gè)條件，則所改變的條件是________。

④若反應(yīng)過(guò)程中保持溫度不變，第20min時(shí),該反應(yīng)的v正______v逆。(填“ > ”，“ < ”或“ = ”)

（3）若在一恒容的密閉容器中通入物質(zhì)的量之比為1：1的CO和H2來(lái)生產(chǎn)CH3OH，畫(huà)出不同溫度下，反應(yīng)相同時(shí)間時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化的圖像。_______________

Answer 1

【答案】低溫（或較低溫度） 0.0625 mol/(L·min) 4.0 充入1.0molH2 =

【解析】

（1）反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行；

（2）①根據(jù)=計(jì)算反應(yīng)速率；

②該反應(yīng)平衡常數(shù) 。

③根據(jù)8min時(shí)CO的濃度減小，氫氣的濃度增大，甲醇的濃度增大判斷。

④根據(jù)20min時(shí)Q、K的大小關(guān)系判斷。

（3）利用“三段式”計(jì)算不同溫度下， CO的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化；

（1）CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0、ΔS<0，反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行，所以該反應(yīng)在低溫條件下才能自發(fā)進(jìn)行；

（2）①?gòu)?/span>0min-4min這段時(shí)間生成0.5mol CH3OH，根據(jù)方程式可知，消耗0.5mol CO， (CO)= 0.0625 mol/(L·min)；

②根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，該反應(yīng)在4min 時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，CO、H2、CH3OH的平衡濃度 分別是0.25 mol/L、0.5mol/L、0.25mol/L，250℃時(shí)，該反應(yīng)平衡常數(shù)4.0；

③與6min時(shí)相比，8min時(shí)CO的物質(zhì)的量減小，氫氣的物質(zhì)的量增大，甲醇的物質(zhì)的量增大，說(shuō)明改變條件平衡正向移動(dòng)，CO物質(zhì)的量減少0．1mol，則氫氣的濃度減少0．2mol/L，8min時(shí)CO的物質(zhì)的量是1.8mol，所以第6min改變條件是氫氣增加1mol；

④第20min時(shí)，，所以反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，v正=v逆；

（3）

CO的體積分?jǐn)?shù)是 ；CO的體積分?jǐn)?shù)是恒量，CO的體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化的圖像是。