Question

甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 K=

 

．
（2）如圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線．
①該反應(yīng)的焓變△H

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是

 

．
A．升高溫度
B．將CH₃OH（g）從體系中分離
C．使用合適的催化劑
D．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大
（3）已知在常溫常壓下：
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
則CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=

 

 kJ?mol^-1．

Answer 1

考點(diǎn)：轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題

分析：（1）平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

；
（2）①根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”知T₂＞T₁，升高溫度CO的轉(zhuǎn)化率降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
②若容器容積不變，為增加甲醇產(chǎn)率可以采用增加反應(yīng)物濃度、減小生成物濃度或降低溫度；              
（3）根據(jù)蓋斯定律計(jì)算．

解答： 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

，故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；
（2）根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”知T₂＞T₁，升高溫度CO的轉(zhuǎn)化率降低，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0，故答案為：＜；
②A．升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則減少甲醇產(chǎn)率，故錯(cuò)誤；
B．將CH₃OH（g）從體系中分離，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則增加甲醇產(chǎn)率，故正確；
C．使用合適的催化劑只改變反應(yīng)速率，不影響平衡移動(dòng)，所以不能甲醇產(chǎn)率不變，故錯(cuò)誤；
D．充入He，使體系總壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)物、生成物濃度不變，則平衡不移動(dòng)，甲醇的產(chǎn)率不變，故錯(cuò)誤；
故選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
將方程式

①-②+4③

2

得CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（l）△H=

b-a-4c

2

，
故答案為：

b-a-4c

2

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡移動(dòng)及蓋斯定律，根據(jù)方程式特點(diǎn)確定平衡移動(dòng)方向，再結(jié)合蓋斯定律分析解答，注意（2）D中，容器壓強(qiáng)增大但反應(yīng)物和生成物分壓不變，反應(yīng)物和生成物濃度不變，所以對(duì)平衡移動(dòng)無影響，為易錯(cuò)點(diǎn)．