Question

【題目】(1)甲醇燃料電池(DNFC)被認(rèn)為是21世紀(jì)電動汽車最佳候選動力源。在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22．68kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為__。

(2)工業(yè)上一般可采用下列反應(yīng)來合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室模擬該反應(yīng)并進(jìn)行分析，如圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線。

①該反應(yīng)的焓變△H____0(填“＞”“＜”或“=”)．

②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1__K2(填“＞”“＜”或“=”)

③現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO和3molH2，測得CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示．從反應(yīng)開始到平衡，CO的平均反應(yīng)速率v(CO)=____，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=____。

Answer 1

【答案】CH3OH(l)+3/2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)ΔH＝–725.76kJ·mol－1 ＜ ＞ 0.075mol/(Lmin) 4/3

【解析】

（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22．68kJ，則1mol甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱為：，則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：CH3OH(l)+3/2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)ΔH＝–725.76kJ·mol－1。本小題答案為：CH3OH(l)+3/2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)ΔH＝–725.76kJ·mol－1。

（2）①根據(jù)先拐先平數(shù)值大的原則，由第一個圖可知，溫度T1<T2，平衡時，溫度越高CO的轉(zhuǎn)化率越小，說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，由于升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，故該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。本小題答案為：<。

②該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動，所以K1>K2。本小題答案為：>。

③由第二個圖可知，10min達(dá)平衡時甲醇的濃度變化量為0.75mol/L，所以，由于速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，所以。平衡時，c(CH3OH)為0.75mol/L，c(CO)的濃度為0.25mol/L，反應(yīng)消耗一氧化碳濃度為0.75mol/L，則反應(yīng)消耗氫氣濃度為0.75mol/L×2=1.5mol/L，則達(dá)到平衡時氫氣濃度為：c(H2)=3mol/L-1.5mol/L=1.5mol/L，所以該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)：。本小題答案為：0.075mol/(Lmin) ；4/3。