题目内容

甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)该反应的平衡常数表达式为 K=
 
.
(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
①该反应的焓变△H
 
0(填“>”、“<”或“=”).
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
 
.
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.使用合适的催化剂
D.充入He,使体系总压强增大
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=-a kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-b kJ?mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H=-c kJ?mol-1
则CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(l)△H=
 
 kJ?mol-1.
考点:转化率随温度、压强的变化曲线,用盖斯定律进行有关反应热的计算
专题:化学反应中的能量变化,化学平衡专题
分析:(1)平衡常数K=
c(CH3OH)
c(CO)?c2(H2)
;
(2)①根据“先拐先平数值大”知T2>T1,升高温度CO的转化率降低,平衡向逆反应方向移动;
②若容器容积不变,为增加甲醇产率可以采用增加反应物浓度、减小生成物浓度或降低温度;              
(3)根据盖斯定律计算.
解答: 解:(1)化学平衡常数K=
c(CH3OH)
c(CO)?c2(H2)
,故答案为:
c(CH3OH)
c(CO).c2(H2)
;
(2)根据“先拐先平数值大”知T2>T1,升高温度CO的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应,△H<0,故答案为:<;
②A.升高温度,平衡向逆反应方向移动,则减少甲醇产率,故错误;
B.将CH3OH(g)从体系中分离,平衡向正反应方向移动,则增加甲醇产率,故正确;
C.使用合适的催化剂只改变反应速率,不影响平衡移动,所以不能甲醇产率不变,故错误;
D.充入He,使体系总压强增大,但反应物、生成物浓度不变,则平衡不移动,甲醇的产率不变,故错误;
故选B;          
(3)①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H=-a kJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-b kJ?mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H=-c kJ?mol-1
将方程式
①-②+4③
2
得CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(l)△H=
b-a-4c
2
,
故答案为:
b-a-4c
2
.
点评:本题考查了化学平衡移动及盖斯定律,根据方程式特点确定平衡移动方向,再结合盖斯定律分析解答,注意(2)D中,容器压强增大但反应物和生成物分压不变,反应物和生成物浓度不变,所以对平衡移动无影响,为易错点.
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