Question

【題目】工業(yè)上以煤和水為原料通過一系列轉(zhuǎn)化可變?yōu)榍鍧嵞茉礆錃饣蚬�業(yè)原料甲醇。

已知：

則碳與水蒸氣反應(yīng)的________。

工業(yè)上也可以僅利用碳和水蒸氣反應(yīng)得到的和進(jìn)一步合成甲醇，反應(yīng)方程式為：

工業(yè)上此生產(chǎn)過程中和的轉(zhuǎn)化率________填“前者大”、“后者大”、“一樣大”或“無法判斷”；為了既提高甲醇的產(chǎn)率又加快反應(yīng)速率，可以采取的措施是________。

在一恒溫恒容密閉容器中充入和進(jìn)行上述反應(yīng)。測(cè)得和濃度隨時(shí)間變化如圖所示。該溫度下的平衡常數(shù)為________保留三位有效數(shù)字。

改變溫度，使反應(yīng)中的所有物質(zhì)都為氣態(tài)。起始溫度體積相同、密閉容器，反應(yīng)過程中部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表：

	反應(yīng)時(shí)間
反應(yīng)Ⅰ 恒溫恒容		2	6	0	0
		1
				1
反應(yīng)Ⅱ 絕熱恒容		0	0	2	2

①達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ?qū)Ρ龋浩胶獬��?shù)Ⅰ________Ⅱ填“”、“”或“”，下同；平衡時(shí)的濃度________Ⅱ。

對(duì)反應(yīng)，前內(nèi)的平均反應(yīng)速率________，若時(shí)只向容器中再充入和，則平衡________移動(dòng)填“正向”、“逆向”或“不”。

Answer 1

【答案】 后者大 增大壓強(qiáng)或增大CO和H的濃度 不

【解析】

（1）①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1

②2H2（g）+O2（g）=2H2O （l）△H2

③H2O （l）=H2O （g）△H3

結(jié)合蓋斯定律計(jì)算，①-②-2×③得到碳與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；

（2）①可逆反應(yīng)中增大一種反應(yīng)物濃度可以提高另一種反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率；

依據(jù)CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H<0為氣體體積減小的、放熱反應(yīng)特點(diǎn)結(jié)合影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素解答；

②計(jì)算平衡時(shí)氫氣、水的濃度，再根據(jù)K=計(jì)算平衡常數(shù)；

（3）①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H<0，反應(yīng)Ⅰ是恒溫恒容容器，Ⅱ?yàn)楹闳萁^熱，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，圖表中反應(yīng)ⅠⅡ若恒溫恒容達(dá)到相同平衡狀態(tài)，Ⅱ?yàn)槟嫦蚝闳萁^熱，溫度降低，平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)增大，甲醇濃度增大；

②反應(yīng)速率V=計(jì)算得到氫氣反應(yīng)速率，速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比計(jì)算甲醇反應(yīng)速率；依據(jù)平衡三段式列式計(jì)算分析平衡狀態(tài)的物質(zhì)的量得到平衡濃度，計(jì)算此時(shí)平衡常數(shù)，若30min時(shí)只向容器中再充入1mol CO2（g）和1mol H2O（g），計(jì)算此時(shí)濃度商和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行方向．

結(jié)合蓋斯定律計(jì)算，得到碳與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：的，

故答案為：；

生成二氧化碳和氫氣的物質(zhì)的量之比為1：2，而，二氧化碳和氫氣物質(zhì)的量之比為1：3，相當(dāng)于增大二氧化碳濃度，所以氫氣的轉(zhuǎn)化率大于二氧化碳轉(zhuǎn)化率；

為氣體體積減小的、放熱反應(yīng)，要想提高甲醇的產(chǎn)率加快反應(yīng)速率可采取的措施是增大壓強(qiáng)或增大和的濃度；

故答案為：后者大；增大壓強(qiáng)或增大和的濃度；

平衡時(shí)甲醇為、二氧化碳為，則：

起始濃度： 1 3 0 0

變化濃度：

平衡濃度：

則平衡常數(shù)

故答案為：；

，反應(yīng)Ⅰ是恒溫恒容容器，Ⅱ?yàn)楹闳萁^熱，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，圖表中反應(yīng)Ⅱ若恒溫恒容達(dá)到相同平衡狀態(tài)，Ⅱ?yàn)槟嫦蚝闳萁^熱，溫度降低，平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)增大，甲醇濃度增大；

故答案為：；；

起始量 13 0 0

變化量

30min量

對(duì)反應(yīng)I，前10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率；平衡常數(shù)，

若30min時(shí)只向容器中再充入和，

濃度 1 1

濃度商，所以平衡不移動(dòng)；

故答案為：；不。