Question

低碳烯烃在石油化工生产中有着广泛的应用，为解决石油资源日益紧缺的矛盾，当前正在研究开发生产低碳烯烃的新方法，其中由甲醇制乙烯、丙烯、丁烯的生产流程已经相对成熟，可以实现规模化生产．相关反应如下：
①2CH₃OH（g）?C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H₁=-24.19kJ?mol^-1
②3CH₃OH（g）?C₃H₆（g）+3H₂O（g）△H₂
③4CH₃OH（g）?C₄H₈（g）+4H₂O（g）△H₃
④2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₄
请回答下列问题：
（1）判断反应①能否自发进行？

 

（填“低于一定温度能自发进行”、“高于一定温度能自发进行”或“任何温度下都能自发进行”）．
（2）已知，H₂O（1）═H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1．表示H₂和CH₂=CH₂标准燃烧的热化学方程式分别为：H₂+

1

2

O₂（g）═H₂O（1）△H=-285.8kJ?mol^-1．CH₂=CH₂+3O₂（g）═2CO₂（g）+2H₂O（g）（1）△H=-1411kJ/mol
则表示CH₃OH标准燃烧的热化学方程式为

 

．
（3）已知反应②、③的平衡常数如下，下列叙述正确的是

 

（填字母序号）

温度（℃）	300	400	500
K②	3.1×1015	1.66×1014	5.3×1013
K③	4.0×1020	3.6×1018	5.7×1017

A、△H₂＞0，△H₃＜0
B、相同条件下，达到平衡时的甲醇的转化率：反应③＞②
C、从平衡常数推测，相同条件下反应③的反应速率肯定比反应②的反应速率大．

Answer 1

考点：热化学方程式,焓变和熵变,用化学平衡常数进行计算

专题：

分析：（1）如反应能自发进行，应满足△H-T?△S＜0；
（2）已知①2CH₃OH（g）?C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H₁=-24.19kJ?mol^-1，②H₂O（1）═H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1，③CH₂=CH₂+3O₂（g）═2CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1411kJ/mol，利用盖斯定律将①+③-②×2可得CH₃OH标准燃烧的热化学方程式；
（3）由表中数据可知，温度升高，平衡常数减小，则都为放热反应，平衡常数越大，转化率越大，但不能用于比较反应速率大小．

解答： 解：（1）因△S＞0，如反应能自发进行，应满足△H-T?△S＜0，一般情况下能进行，但温度不能过低，应在较高温度下进行反应，
故答案为：高于一定温度能自发进行；
（2）已知①2CH₃OH（g）?C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H₁=-24.19kJ?mol^-1，②H₂O（1）═H₂O（g）△H=+44kJ?mol^-1，③CH₂=CH₂+3O₂（g）═2CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1411kJ/mol，利用盖斯定律将①+③-②×2可得2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（g）△H=（-24.19kJ?mol^-1）+（-1411kJ/mol）-2×（+44kJ?mol^-1）=-1523.9kJ/mol，故答案为：2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（g）△H=-1523.9kJ/mol；
（3）由表中数据可知，温度升高，平衡常数减小，则都为放热反应，平衡常数越大，转化率越大，但不能用于比较反应速率大小，只有B正确，故答案为：B．

点评：本题综合考查化学反应与能量，化学平衡等知识，为高频考点，侧重学生的分析能量和计算能量的考查，注意把握盖斯定律的应用以及平衡常数的意义，难度中等．