Question

【题目】（1）甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有：

（i）CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+H2（g） △H1=+247.3kJ·mol﹣1

（ii）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） △H2=﹣90.1kJ·mol﹣1

（iii）2CO（g）+O2（g）2CO2（g） △H3=﹣566.01kJ·mol﹣1

用CH4和O2直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为___。

（2）二氧化硫为重要的含硫化合物，是形成酸雨的主要污染物之一SO2经催化氧化可生成SO3，该反应的热化学方程式为：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=akJmol﹣1在T1℃时，将2molSO2、1molO2充入容积为2L的密闭容器A中，充分反应并达到平衡，此过程中放出热量98.3kJ，测得SO2的平衡转化率为50%，则a=___；T1℃时，上述反应的平衡常数K1=___Lmol﹣1。若将初始温度为T1℃的2molSO2和1molO2充入容积为2L的绝热密闭容器B中，充分反应，在T2℃时达到平衡，在此温度时上述反应的平衡常数为K2。则K1___K2（填“＞”、“＜”或“=”）。

Answer 1

【答案】2CH4（g）+O2（g）2CH3OH（g）△H=-251.6kJmol-1 196.6 4 ＞

【解析】

（1）由盖斯定律计算可得；

（2）建立三段式，依据三段式计算a和平衡常数；放热反应会导致绝热密闭容器中反应温度升高。

（1）由盖斯定律可知，（i）×2+（ii）×2+（iii）可得2CH4（g）+O2（g）2CH3OH（g）△H，故△H=2△H1+2△H2+△H3=（+247.3kJmol-1）×2+（-90.1kJmol-1）×2+（-566.0kJmol-1）=-251.6kJmol-1，则用CH4和O2直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为CH4（g）+O2（g）2CH3OH（g）△H=-251.6kJmol-1，故答案为：2CH4（g）+O2（g）2CH3OH（g）△H=-251.6kJmol-1；

（2）由题意可知SO2的平衡转化率为50%，由此建立如下三段式：

2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

开始（mol） 2 1 0

转化（mol） 1 0.5 1

平衡（mol） 1 0.5 1

因平衡时放出热量为98.3kJ，则a=2×98.3=196.6；平衡时2L的密闭容器SO2、O2、SO3的浓度依次为0.5mol/L、0.25 mol/L、0.5 mol/L、则平衡常数K==4；该反应为放热反应，在容积为2L的绝热密闭容器B中反应温度升高，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，则K1＞K2，故答案为：196.6；4；＞。