Question

【題目】甲醇是重要的有機化工原料，目前世界甲醇年產量超過2.1×107噸，在能源緊張的今天，甲醇的需求也在增大。甲醇的合成方法是：

(ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-90.1kJ·mol-1

另外：(ⅱ)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0kJ·mol-1

(ⅲ)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572.0kJ·mol-1

回答下列問題：

（1）甲醇的燃燒熱為__kJ·mol-1。

（2）在堿性條件下利用一氯甲烷(CH3Cl)水解也可制備少量的甲醇，該反應的化學方程式為__。

（3）若反應在密閉恒容絕熱容器中進行，反應(iv)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.1kJ·mol-1對合成甲醇反應中CO的轉化率的影響是（_________）

a.增大 b.減小 c.無影響 d.無法判斷

（4）在恒溫恒容的密閉容器中發生反應(ⅰ)，各物質的濃度如下表：

濃度/mol·L-1 時間/min	c(CO)	c(H2)	c(CH3OH)
0	0.8	1.6	0
2	0.6	x	0.2
4	0.3	0.6	0.5
6	0.3	0.6	0.5

①x=__。

②前2min內H2的平均反應速率為v(H2)=__。該溫度下，反應(ⅰ)的平衡常數K=__。（保留1位小數）

③反應進行到第2min時，改變了反應條件，改變的這個條件可能是（_________）

a.使用催化劑 b.降低溫度 c.增加H2的濃度

（5）如圖是溫度、壓強與反應(ⅰ)中CO轉化率的關系：

由圖像可知，溫度越低，壓強越大，CO轉化率越高，但實際生產往往采用300～400℃和10MPa的條件，其原因是__。

Answer 1

【答案】764.9 CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCl d 1.2 0.2mol·L-1·min-1 4.6L2·mol-2 a 溫度較低，反應速率慢；壓強太大，成本高

【解析】

（1）利用蓋斯定律，熱化學方程式(iii)-(i)+(ii)，得新的熱化學方程式為：CH4OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.9kJ·mol-1，故甲醇的燃燒熱為764.9 kJ·mol-1；

（2）根據提示知CH3Cl中的Cl被羥基取代生成CH3OH，反應方程式為：CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCl[或CH3Cl+H2OCH3OH+HCl]；

（3）反應(iv)消耗反應(i)的另外一種反應物氫氣，而且生成反應(i)的反應物CO，使反應(i)的CO轉化率降低；但反應(iv)為吸熱反應，使體系溫度降低，反應(i)正向移動，使反應(i)中CO的轉化率提高，兩個原因孰輕孰重不得而知，故無法判斷反應(iv)對反應(i)中CO轉化率的影響；

（4）①觀察表中數據可知，0～2min內，CO濃度降低了0.2mol/L，則H2濃度會降低0.4mol/L，則x=1.6-0.4=1.2；

②；平衡常數；

③2min到4min的反應速率大于0到2min，而降低溫度，反應速率降低，b項錯誤；由表格中的數據可知c項錯誤；故a項使用催化劑正確，故答案為：a；

（5）溫度較低，反應速率慢，不利于甲醇的生成；壓強越大，CO的轉化率越大，但壓強太大對設備要求高，成本高。