Question

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁
反应Ⅱ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
①上述反应符合“原子经济”原则的是

 

（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）．
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数（K）．

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断，△H₁

 

0（填“＞”、“=”或“＜”）．
③某温度下，将2mol CO和6mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol?L^-1，则CO的转化率为

 

，此时的温度为

 

（从上表中选择）．
（2）下列各项能作为判断反应Ⅰ在2L的密闭容器中达到化学平衡状态的依据的是

 

（填序号字母）．
A．容器内CO、H₂、CH₃OH的浓度之比为1：2：1
B．2v（H₂）_（正）=v（CO）_（逆）
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
（3）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₁=-1 275.6kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566.0kJ?mol^-1
③H₂O（g）═H₂O（l）△H₃=-44.0kJ?mol^-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：

 

．

Answer 1

考点：反应热和焓变,热化学方程式,化学平衡状态的判断

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）①“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中；
②反应物总能量大于生成物总能量时，该反应为放热反应；
③根据一氧化碳的平衡浓度计算平衡时一氧化碳的物质的量，再根据转化率公式计算其转化率；列式三段式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到，再根据表格分析；
（2）平衡状态的判断的关键是正逆反应速率相等和各组分浓度保持不变；
（3）根据盖斯定律计算．

解答： 解：（1）根据原子经济知，Ⅰ没有副产物，符合原子经济理念，Ⅱ中有副产物，不符合原子经济理念，故选Ⅰ；
（2）根据图象知，反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应是放热反应，则△H₁＜0，故答案为：＜；
（3）平衡时剩余一氧化碳的物质的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，一氧化碳的转化率=

(2-0.4)mol

2mol

×100%=80%，
               CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol/L） 1       3           0
变化量（mol/L） 0.8    1.6         0.8
平衡量（mol/L） 0.2    1.4         0.8
K=

0.8

0.2×1．42

=2.041，对照图表数据判断温度为250℃，
故答案为：80%；250℃；
（2）平衡状态的判断的关键是正逆反应速率相等和各组分浓度保持不变，
A、容器内CO、H₂、CH₃OH的浓度之比为1：2：1时，未必达到平衡，故A错误；
B、v（H₂）_（正）=2v（CO）_（逆）时，说明正逆反应速率相等，故B错误；
C、△V≠0，所以压强不变时反应达到平衡状态，故C正确；
D、2L容积不变，气体质量守恒，所以密度不变不能说明反应达到平衡状态，故D错误；
故选：C；
（3）已知：①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566.0kJ/mol
③H₂O（g）═H₂O（l）△H=-44.0kJ/mol
由盖斯定律，①-②+③×4得：
2CH₃OH（l）+2O₂（g）═2CO（g）+4H₂O（l），故△H=-1275.6kJ∕mol-（-566.0kJ/mol）+（-44.0kJ/mol）×4=-885.6 kJ∕mol，
所以其热化学反应方程式为：CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8 kJ∕mol，
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=-442.8 kJ∕mol．

点评：本题考查了原电池原理、转化率、盖斯定律等知识点，会根据已知方程式结合盖斯定律写出目标方程式，注意：热化学方程式的书写，为易错点．