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)　ΔH₁
反应Ⅱ：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)　ΔH₂
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，ΔH₁______0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L^－1，则CO的转化率为________，此时的温度为________(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下：
①2CH₃OH(l)＋3O₂(g)=2CO₂(g)＋4H₂O(g)    ΔH₁＝－1 275.6 kJ·mol^－1
②2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g)    ΔH₂＝－566.0 kJ·mol^－1
③H₂O(g)=H₂O(l)　ΔH₃＝－44.0 kJ·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

(1)①Ⅰ　②＜　③80%　250 ℃
(2)CH₃OH(l)＋O₂(g)=CO(g)＋2H₂O(l)   ΔH＝－442.8 kJ·mol^－1

(1)①反应Ⅰ的产物只有甲醇，而反应Ⅱ的产物有两种，故反应Ⅰ符合“原子经济”原则；②观察图表数据可得，升温时，K值变小，说明该反应的正反应为放热反应，即ΔH₁＜0；③CO的转化率为(2 mol－0.2 mol·L^－1×2 L)/2 mol×100%＝80%；此时的化学平衡常数为K＝ ≈2.041，故此时的温度为250 ℃。(2)将三个热化学方程式进行变形：[①＋(－②)＋4×③]× ，可得甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式，即CH₃OH(l)＋O₂(g)=CO(g)＋2H₂O(l)　ΔH＝[ΔH₁＋(－ΔH₂)＋4ΔH₃]×＝－442.8 kJ·mol^－1。