题目内容
【题目】甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法,制备过程涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) △H1=+85.2kJ/mol
反应Ⅱ:CH3OH(g)+12O2(g)HCHO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ:2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=483.6kJ/mol
(1)计算反应Ⅱ的反应热△H2=___。
(2)750K下,在恒容密闭容器中,发生反应CH3OH(g)=sHCHO(g)+H2(g),若起始压强为P0,达到平衡转化率为a,则平衡时的总压强P平=___(用含P0和a的式子表示):当P0=101kPa,测得a=50.0%,计算反应平衡常数Kp=___kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)。
【答案】-156.6kJ/mol P0(1+a) 50.5kPa
【解析】
根据盖斯定律计算反应Ⅱ的反应热;根据阿伏加德罗定律和平衡状态计算平衡常数。
(1)反应I:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)△H1=+85.2kJ/mol,反应II:CH3OH(g)+12O2(1)HCHO(g)+H2O(g)△H2,反应III:H2(g)+12O2(g)H2O(g)△H3=-241.8kJ/mol,根据盖斯定律,反应I+反应III得反应Ⅱ,CH3OH(g)+12O2(1)HCHO(g)+H2O(g)△H2=-△H1+△H3=-241.8kJ/mol+85.2kJ/mol=-156.6kJ/mol;
(2)若起始压强为P0,达到平衡转化率为α,
在恒温恒容条件下,压强之比等于物质的量之比,则P0:P平=1:(1+a),P平=P0(1+a);当P0=101kPa,测得α=50.0%,P平=P0(1+a)=151.5kPa,该反应平衡常数Kp= kPa=50.5kPa。
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