题目内容

【题目】已知25℃、101kPa时,一些物质的燃烧热为,回答下列问题:

化学式

CO(g)

H2(g)

CH3OH(l)

CH4(g)

△H/(kJ·mol-l)

-283.0

-285.8

-726.5

-890.3

(1)写出该条件下CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式:_____________________________

(2)根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式:CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)△H=__________

(3)工业上利用水煤气合成甲醇的主要反应可表示为CO(g)+H2(g) CH3OH(g)△H=-45.4kJ·mol-1。向容积为1L的密闭容器中加入0.10molH2和0.05molCO,在一定温度下发生上述反应,10min后反应达到平衡状态,测得放出热量3.632kJ。

①相同温度条件下,上述反应的化学平衡常数K=___________

②若容器容积不变,下列措施可增加CH3OH产率的是___________ (填标号)。

a.升高温度

b.将CH3OH(g)从体系中分离

c.充入He,使体系总压强增大

d.再充入0.10molH2和0.05molCO

e.加入催化剂

③反应达到平衡后,保持其他条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡将___________(填“逆向”“正向”或“不”)移动,化学平衡常数K___________(填“增大”“减小”或“不变”)。

④温度、容积相同的甲、乙两个密闭容器,若甲中加入1molCO和2molH2,乙中加入lmolCH3OH(g),反应达到平衡时甲放出的热量为Q1kJ,乙吸收的热量为Q2kJ,甲中CO的转化率为a1,乙中CH3OH的转化率为a2,则Q1+Q2=___________,a1+a2=___________

【答案】 CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-726.5kJ·mol-l -128.1kJ·mol-1 100 bd 正向 不变 90.8 1

【解析】试题分析:本题考查热化学方程式的书写,盖斯定律的应用,化学平衡常数的计算和影响化学平衡常数的因素外界条件对化学平衡的影响,等效平衡的应用

1根据燃烧热的概念,CH3OHl完全燃烧生成CO2g)和H2Ol),CH3OHl完全燃烧的热化学方程式为CH3OHl+O2g=CO2g+2H2OlΔH=-726.5kJ/mol

2根据燃烧热可写出热化学方程式,

COg+O2g=CO2gΔH=-283.0kJ/mol式)

H2g+O2g=H2OlΔH=-285.8kJ/mol式)

CH3OHl+O2g=CO2g+2H2OlΔH=-726.5kJ/mol式)

应用盖斯定律+2-式得COg+2H2gCH3OHlΔH=-283.0kJ/mol+-285.8kJ/mol2--726.5kJ/mol=-128.1kJ/mol

3由方程式知消耗1molH2放出45.4kJ的热量,放出3.632kJ热量消耗H2物质的量为3.632kJ45.4kJ/mol=0.08mol用三段式

CO(g)+H2(g) CH3OH(g)

c(起始)(mol/L0.05 0.10 0

c(转化)(mol/L0.04 0.08 0.04

c(平衡)(mol/L0.01 0.02 0.04

反应的平衡常数K=/0.02=100

②a项,升高温度,平衡向逆反应方向移动,CH3OH产率减小;bCH3OHg从体系中分离,平衡向正反应方向移动,CH3H产率增加;c项,充入He由于容器容积不变,各物质的浓度不变,平衡不移动,CH3OH产率不变;d再充入0.10molH20.05molCO相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,CH3OH产率增加;e加入催化剂,平衡不移动,CH3OH产率不变;能增加CH3OH产率的是bd答案选bd

该反应的正反应为气体分子数减小的反应,把容器的体积缩小一半,即增大压强,平衡将正向移动。化学平衡常数只与温度有关,温度不变,化学平衡常数K不变。

甲从正反应开始建立平衡,乙从逆反应开始建立平衡;恒温恒容容器中,将乙容器中起始1molCH3OHg采用极限法一边倒换算后COH2CH3OH依次为1mol2mol0与甲容器中起始物质的量对应相等,则甲、乙达到平衡时为完全全等的等效平衡,根据等效平衡的规律知,Q1+Q2=90.8a1+a2=1

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