Question

【題目】能源問題是人類社會面臨的重大課題。甲醇是未來重要的綠色能源之一。

(1)已知:在25℃、101kPa下,1mol甲烷燃燒生成CO2和液態水時放熱890.31kJ。請寫出甲烷燃燒熱的熱化學方程式__________。

(2)由CO2和H2合成甲醇的化學方程式為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g).在其他條件不變的情況下,實驗測得溫度對反應的影響如下圖所示(注:T1、T2均大300℃) 。

①合成甲醇反應的△H__________(填“>”、“<”或“=”)0。

②平衡常數的表達式為:__________。溫度為T2時的平衡常數__________(填“>”、“<”或“=”)溫度為T1時的平衡常數。

Answer 1

【答案】CH4 (g)+ 2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.31kJ/mol ＜ ＜

【解析】

（1）甲烷燃燒熱是1mol甲烷燃燒生成二氧化碳和液態水放出的熱量，依據熱化學方程式書寫方法標注聚集狀態和對應焓變；(2) ①根據 “先拐先平”，可知T1<T2，升高溫度后，甲醇的含量減小，平衡逆向移動；②根據平衡常數定義書寫表達式；焓變<0，升高溫，平衡逆向移動。

（1）甲烷燃燒熱是1mol甲烷燃燒生成二氧化碳和液態水放出的熱量，由題中信息可知，甲烷燃燒熱的熱化學方程式為CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.31kJ/mol；(2) ①根據 “先拐先平”，可知T1<T2，升高溫度后，甲醇的含量減小，平衡逆向移動，所以合成甲醇反應的△H<0；②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)平衡常數的表達式為；T1<T2，焓變小于0，升高溫，平衡逆向移動，K減小，所以T2時的平衡常數< T1時的平衡常數。