Question

（8分）甲醇（CH₃OH)被称为21世纪的新型燃料，以煤为原料制备甲醇的流程如下：

（1） 气化炉中主要反应的化学方程式为                             。

（2）已知CO、H₂、甲醇(l)的燃烧热分别为：—285.8 kJ/mol、—283 kJ/mol、—726.5 kJ/mol；

则CO和H₂ 合成甲醇的热化学方程式为__                               __

（3） -定条件下，在催化反应室中发生反应.CO(g)+2H₂(g) =CH₃OH(g)△H<0;

CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。回答下列问题：

①工业上，上述反应温度不宜过高，原因是_       ___；

②若反应是1 mol CO与2 mol H₂在2L容积中进行，则

T₁、P₁下，该反应的平衡常数为__     __；

  维持温度、容积不变，催化反应室再增加l mol CO与2 mol

H₂，达到新平衡时，CO的转化率____（填“增大”、“减小”或“不变”）。

Answer

（1）C+ H2O (g) CO+H2

（2）CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-125.3kJ/mol

（3） ①该反应是放热反应，温度过高，甲醇的产率低；

②4 增大

【解析】

试题分析：（1）气化炉中发生的反应是生成水煤气的反应，化学方程式为C+ H2O (g) CO+H2

（2）CO和H2 合成甲醇的化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)，该反应的反应热△H与CO、H2、甲醇(l)的燃烧热的关系是△H=—285.8 kJ/mol+2×（—283 kJ/mol）-（—726.5 kJ/mol）=-125.3kJ/mol，所以CO和H2 合成甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-125.3kJ/mol；

（3）①该反应放热，温度过高，不利于正反应的进行，甲醇的产率降低；

②T1、P1下，CO的转化率是50%，所以平衡时甲醇的浓度为1mol/2L×50%=0.25mol/L，CO的平衡浓度也是0.25mol/L,氢气的平衡浓度是CO的2倍0.5mol/L，所以该条件下的平衡常数K=0.25mol/L/0.25mol/L×0.52mol/L=4(L/mol)2；维持温度、容积不变，催化反应室再增加l mol CO与2 molH2，CO与H2的比例与原平衡相同，等效为增大压强，平衡向体积减小的方向移动，即向正反应移动，CO的转化率增大。

考点：考查化学反应与能量的关系，化学平衡理论的应用