题目内容

【题目】1)甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有:

iCH4g+CO2g2COg+H2g H1=+247.3kJ·mol1

iiCOg+2H2gCH3OHg H2=90.1kJ·mol1

iii2COg+O2g2CO2g H3=566.01kJ·mol1

CH4O2直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为___

2)二氧化硫为重要的含硫化合物,是形成酸雨的主要污染物之一SO2经催化氧化可生成SO3,该反应的热化学方程式为:2SO2g+O2g2SO3gH=akJmol1T1℃时,将2molSO21molO2充入容积为2L的密闭容器A中,充分反应并达到平衡,此过程中放出热量98.3kJ,测得SO2的平衡转化率为50%,则a=___T1℃时,上述反应的平衡常数K1=___Lmol1。若将初始温度为T1℃的2molSO21molO2充入容积为2L的绝热密闭容器B中,充分反应,在T2℃时达到平衡,在此温度时上述反应的平衡常数为K2。则K1___K2(填“=”)。

【答案】2CH4g+O2g2CH3OHg)△H=-251.6kJmol-1 196.6 4

【解析】

1)由盖斯定律计算可得;

2)建立三段式,依据三段式计算a和平衡常数;放热反应会导致绝热密闭容器中反应温度升高。

1)由盖斯定律可知,(i)×2+ii)×2+iii)可得2CH4g+O2g2CH3OHg)△H,故△H=2H1+2H2+H3=+247.3kJmol-1)×2+-90.1kJmol-1)×2+-566.0kJmol-1=-251.6kJmol-1,则用CH4O2直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为CH4g+O2g2CH3OHg)△H=-251.6kJmol-1,故答案为:2CH4g+O2g2CH3OHg)△H=-251.6kJmol-1

2)由题意可知SO2的平衡转化率为50%,由此建立如下三段式:

2SO2g+O2g2SO3g

开始(mol 2 1 0

转化(mol 1 0.5 1

平衡(mol 1 0.5 1

因平衡时放出热量为98.3kJ,则a=2×98.3=196.6;平衡时2L的密闭容器SO2O2SO3的浓度依次为0.5mol/L0.25 mol/L0.5 mol/L、则平衡常数K==4;该反应为放热反应,在容积为2L的绝热密闭容器B中反应温度升高,升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,则K1K2,故答案为:196.64;>。

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