Question

【題目】已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃燒熱△H分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）用太陽(yáng)能分解10mol水_____（填“吸收”或“放出”）的能量是________kJ；

（2）甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為___________________；

（3）在2L的密閉容器中，合成甲醇反應(yīng)：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），在其他條件不變的情況下，考察溫度對(duì)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示（注：T1、T2均大于300℃）；

（A、B曲線(xiàn)分別對(duì)應(yīng)T1、T2）

①T1_____T2（填“>”或“ <”）。

②該反應(yīng)為_____熱反應(yīng)。

③該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的____（填“大”或“小”）。

④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2，達(dá)到平衡時(shí)n（H2）/n（CH3OH）_____。

⑤在T1溫度時(shí)，將1molCO2和3molH2充入一密閉恒容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO2轉(zhuǎn)化率為a,則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為_________。

Answer 1

【答案】 吸收 2858 CH3OH(l) ＋O2(g)＝CO(g)+2 H2O(l) △H＝-443.5kJ·mol-1 < 放 大 增大 1－a/2

【解析】（1）本題考查考查反應(yīng)熱，水的分解是吸熱反應(yīng)，因此分解10mol水需要吸收能量，根據(jù)信息氫氣的燃燒熱，消耗1molH2，即生成生成1mol水時(shí)放出的熱量為285.8kJ，因此分解10molH2O時(shí)吸收的能量是10×285.8kJ=2858kJ；（2）考查熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)，①CO燃燒熱的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g) △H=－283.0kJ·mol－1，②CH3OH燃燒熱的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) △H=－726.5kJ·mol－1， 甲醇不完全燃燒生成液態(tài)水的化學(xué)反應(yīng)方程式為：CH3OH＋O2=CO＋2H2O，②－①得出△H=(－726.5＋283.0)kJ·mol－1=－443.5kJ·mol－1，CH3OH(l)＋O2(g)=CO(g)＋2H2O(l) △H=－443.5kJ·mol－1；（3）考查勒夏特列原理、化學(xué)平衡的計(jì)算，①T2先達(dá)到平衡平衡，說(shuō)明T2溫度下的反應(yīng)速率快，即T2>T1；②根據(jù)圖像，溫度越高，甲醇的物質(zhì)的量越低，根據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；③此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且T2>T1，因此T1的平衡常數(shù)比T2的平衡常數(shù)大；④T1到T2甲醇的物質(zhì)的量降低，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，氫氣的量增大，此比值增大； ⑤根據(jù)CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量減少2mol，因此消耗1×amolCO2，物質(zhì)的量減少2amol，即反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量為(4－2a)mol，同條件下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，即(4－2a):4=(2－a)/2。