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煤的气化在煤化工业中占有重要地位,至今仍然是化学工业的重要组成部分.(1)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol.请写出甲醇(CH3OH)不完
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煤的气化在煤化工业中占有重要地位,至今仍然是化学工业的重要组成部分.
(1)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol.请写出甲醇(CH3OH)不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:___.
(2)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H.下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
①由表中数据判断△H___0(填“>”、“=”或“<”)
②某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,4min达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,此时的温度为___,则反应速率v(H2)=___.
(3)T℃时,在t0时刻,合成甲醇反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)达到平衡,若在t1时刻将容器的体积缩小为原来的
,在t2时刻又达到新的平衡,请在图中用曲线表示t1~t2时间段氢气、甲醇物质的量浓度随时间变化的趋势示意图(其他条件不变,曲线上必须标明氢气、甲醇).
(1)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol.请写出甲醇(CH3OH)不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:___.
(2)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H.下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度/℃ | 250 | 300 | 350 |
K/L2•mol-2 | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
②某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,4min达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,此时的温度为___,则反应速率v(H2)=___.
(3)T℃时,在t0时刻,合成甲醇反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)达到平衡,若在t1时刻将容器的体积缩小为原来的
1 |
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▼优质解答
答案和解析
(1)CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-283.0kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1,则
氢气燃烧的热化学方程式为:①CO(g)+
O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1,
甲醇燃烧的热化学方程式为:②CH3OH(l)+
O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H=-726.5kJ•mol-1,
由盖斯定律可知,②-①可得甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l),△H=-726.5kJ•mol-1-(-283.0kJ•mol-1)=-443.5kJ•mol-1,
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l)△H=-443.5kJ•mol-1;
(2)①升高温度,平衡向吸热方向移动,根据表格知,温度越高,化学平衡常数越小,说明平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应,即△H<0,
故答案为:<;
②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)单位为mol/L
反应开始 1mol/L 3mol/L 0
反应 0.8mol/L 1.6mol/L 0.8mol/L
平衡 0.2mol/L 1.4mol/L 0.8mol/L
平衡常数K=
=2.04,所以是250℃;反应速率v(H2)=
=0.4 mol•L-1•min-1,
故答案为:250℃;0.4 mol•L-1•min-1;
(3)若在t1时刻将容器的体积缩小一倍,相当于增大压强,各组分的浓度立即增加原来的一倍,然后是平衡开始正向移动,至新平衡,图示如下:
假定在t2时刻后又达到新的平衡;
故答案为:.
氢气燃烧的热化学方程式为:①CO(g)+
1 |
2 |
甲醇燃烧的热化学方程式为:②CH3OH(l)+
3 |
2 |
由盖斯定律可知,②-①可得甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l),△H=-726.5kJ•mol-1-(-283.0kJ•mol-1)=-443.5kJ•mol-1,
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2 H2O(l)△H=-443.5kJ•mol-1;
(2)①升高温度,平衡向吸热方向移动,根据表格知,温度越高,化学平衡常数越小,说明平衡向逆反应方向移动,所以正反应是放热反应,即△H<0,
故答案为:<;
②CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)单位为mol/L
反应开始 1mol/L 3mol/L 0
反应 0.8mol/L 1.6mol/L 0.8mol/L
平衡 0.2mol/L 1.4mol/L 0.8mol/L
平衡常数K=
0.8 |
0.2×1.42 |
1.6mol/L |
4min |
故答案为:250℃;0.4 mol•L-1•min-1;
(3)若在t1时刻将容器的体积缩小一倍,相当于增大压强,各组分的浓度立即增加原来的一倍,然后是平衡开始正向移动,至新平衡,图示如下:
假定在t2时刻后又达到新的平衡;
故答案为:.
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