Question

(8分)甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

（1） 工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应Ⅰ：CO (g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)　ΔH₁

反应Ⅱ：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)　ΔH₂

①上述反应符合“原子经济”原则的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。

②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度	250 ℃	300 ℃	350 ℃
K	2．041	0．270	0．012

由表中数据判断，ΔH₁______0(填“＞”、“＝”或“＜”)。

③某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0．2 mol·L^－1，则CO的转化率为________，此时的温度为________(从上表中选择)。

（2）下列各项能作为判断反应Ⅰ在2 L的密闭容器中达到化学平衡状态的依据的是_______（填序号字母）。

A．容器内CO、H₂、CH₃OH的浓度之比为1∶2∶1

B．2v(H₂)_(正) ＝ v(CO)_(逆)

C．容器内压强保持不变

D．混合气体的密度保持不变

（3）已知在常温常压下：

①2CH₃OH(l)＋3O₂(g)===2CO₂(g)＋4H₂O(g)  ΔH₁＝－1 275．6 kJ·mol^－1

②2CO(g)＋O₂(g)===2CO₂(g)  ΔH₂＝－566．0 kJ·mol^－1

③H₂O(g)===H₂O(l)　ΔH₃＝－44．0 kJ·mol^－1

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：                

Answer

（1）①Ⅰ ②＜ ③80% 250 ℃ （2）C

（3）CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－442．8 kJ·mol－

【解析】

试题分析：（1） ①工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：反应Ⅰ：CO (g)＋2H2(g)CH3OH(g) 原子的利用率为100%，反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)有副产物水生成，符合“原子经济”原则的是Ⅰ；②分析题给数据知，随着温度的升高，化学平衡常数逐渐减小，平衡逆向移动，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，故反应Ⅰ为放热反应，ΔH1＜0；③平衡时一氧化碳的物质的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，转化率= n(CO)(反应)/ n(CO)(起始)×100%=(2—0.4)mol/2mol×100%=80%；

         CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）

起始浓度（mol/L） 1  3       0       

转化浓度（mol/L）  0.8 1.6 0.8

平衡浓度（mol/L）  0.2 1.4   0.8

平衡常数K=2.041，所以是250℃；（2）A、容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1∶2∶1，不一定为化学平衡状态，错误；B、2v(H2)(正) ＝ v(CO)(逆)，速率之比不等于化学计量数之比，错误；C、根据阿伏加德罗定律：同温同体积下，气体的压强之比等于物质的量之比，该反应正反应为气体物质的量减小的反应，压强随反应的进行不断变化，容器内压强保持不变，说明反应已达化学平衡状态，正确；D、根据质量守恒定律知，混合气体的质量反应前后相同，容器的体积恒定，所以密度不随反应的进行而变化，密度保持不变不能作为化学平衡的标志，错误，选C；

（3）已知：①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH1＝－1 275．6 kJ·mol－1

②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566．0 kJ·mol－1

③H2O(g)===H2O(l) ΔH3＝－44．0 kJ·mol－1，根据盖斯定律：①×1/2—②×1/2+③×2得甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－442．8 kJ·mol－1。

考点：考查化学平衡状态的判断，平衡计算，盖斯定律，热化学方程式书写。