Question

面對(duì)目前世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)，甲醇作為一種較好的可再生能源，具有廣泛的應(yīng)用前景。

(1)已知在常溫常壓下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

①CO(g)＋2H2(g)  CH3OH(g)　ΔH1＝－90 kJ·mol－1

②CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41 kJ·mol－1

寫(xiě)出由二氧化碳、氫氣制備甲醇的熱化學(xué)方程式：_______________________。

(2)在容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

 

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；

②在其他條件不變的情況下，再增加a mol CO與2a mol H2，達(dá)到新平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，平衡常數(shù)________。

(3)已知在T ℃時(shí)，CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝0.32，在該溫度下，已知c始(CO)＝1 mol·L－1，c始(H2O)＝1 mol·L－1，某時(shí)刻經(jīng)測(cè)定CO的轉(zhuǎn)化率為10%，則該反應(yīng)________(填“已經(jīng)”或“沒(méi)有”)達(dá)到平衡，原因是_________________________________________________

此時(shí)刻v正________v逆(填“>”或“<”)。

 

Answer 1

CO2(g)＋3H2(g)  CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJ·mol－1　(2)①小于�、谠龃蟆〔蛔儭�(3)沒(méi)有　此時(shí)

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【解析】(1)由蓋斯定律，熱化學(xué)方程式①－②得

CO2(g)＋3H2(g)   CH3OH(g)＋H2O(g)　

ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－90 kJ·mol－1－(－41 kJ·mol－1)＝－49 kJ·mol－1。

(2)由圖像可知，相同溫度下，p2下CO的轉(zhuǎn)化率大于p1下CO的轉(zhuǎn)化率，由熱化學(xué)方程式①可知，增大壓強(qiáng)平衡右移，故p1<p2；在其他條件不變的情況下，再增加a mol CO與2amol H2，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡右移，故CO的轉(zhuǎn)化率增大；由于溫度不變，故其平衡常數(shù)不變。

(3)，故反應(yīng)未達(dá)到平衡。此時(shí)反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，故v正>v逆。