Question

甲醇是一种重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。

（1）已知：CH₃OH(g)=HCHO(g)+H₂(g) △H=+84kJ⋅mol⁻¹, 

2H₂(g)+O₂(g)═2H₂O(g) △H=−484kJ⋅mol⁻¹

工业上常以甲醇为原料制取甲醛，请写出CH₃OH(g)与O₂(g)反应生成HCHO(g)和H₂O(g)的热化学方程式:________________________________________________________________________

（2）在一容积为2L的密闭容器内，充入0.2molCO与0.4molH₂发生反应CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）。 CO的平衡转化率与温度，压强的关系如图所示。

①A，B两点对应的压强大小关系是P_A________P_B（填“>，<，=”）

②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是___________(填代号)

a.H₂的消耗速率是CH₃OH生成速率的2倍      b.CH₃OH的体积分数不再改变

c.混合气体的密度不再改变           d.气体的平均相对分子质量和压强不再改变

③在P₁压强、T₁°C时，该反应的平衡常数K=_________(填计算结果)

④T₁°C、1L的密闭容器内发生上述反应，测得某时刻各物质的物质的量如下：CO：0.1mol， H₂ ：0.2mol，   CH₃OH：0.2mol。此时v_正 ________ v_逆（填> 、 <  或 =）。

Answer

2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) △H=-316kJ/mol < bd 100 >

【解析】

根据盖斯定律进行判断；根据影响化学平衡移动的因素进行判断，根据三段式进行计算化学平衡常数。

(1)根据盖斯定律，反应2CH3OH(g)十O2 (g)===2HCHO(g)+ 2H2O(g)可由已知两个反应⑴CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) △H=+84kJ⋅mol−1,（2） 2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) △H=−484kJ⋅mol−1，⑴2+(2)得到,所以该反应的焓变△H=+84 kJmol-12+(一484 kJmol-l)=-316 kJmol-1。CH3OH(g)与O2(g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式: 2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) △H=-316kJ/mol。答案：2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) △H=-316kJ/mol。

（2） ①根据反应前后化学计量数可知，温度相同时，压强增大，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，由图可知，B点CO的平衡转化率大于A点，故A、B两点对应的压强大小关系是pA K=100，故此时平衡正向移动，则v正>v逆。答案：>。