Question

【题目】高炉炼铁中发生的基本反应之一如下：FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g）（正反应是吸热反应），其平衡常数可表示为K= ，已知1100℃时K=0.263

（1）温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，高炉内CO2和CO的体积比值________；平衡常数K值___________ （选填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）1100℃时测得高炉中c（CO2）=0.025mol·L﹣1、c（CO）=0.1mol·L﹣1，在这种情况下，该反应是否处于化学平衡状态_________ （选填“是”或“否”），此时，化学反应速率是υ（正）_______ υ（逆）（选填“大于”“小于”或“等于”），其原因是____________。

（3）能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是未来重要的绿色能源之一。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。

Ⅰ.CH4（g）＋H2O（g）=CO（g）＋3H2（g）ΔH＝＋206.0 kJ/mol

Ⅱ.CO（g）＋2H2（g）=CH3OH（g）ΔH＝－129.0 kJ/mol

CH4（g）与H2O（g）反应生成CH3OH（g）和H2（g）的热化学方程式__________。

Answer 1

【答案】增大 增大 否 大于 因为温度不变，K不变，为增大K平衡应向正向移动，所以υ（正）＞υ（逆） CH4（g）＋H2O（g）CH3OH（g）＋H2（g）ΔH＝＋77.0 kJ·mol－1

【解析】

根据平衡常数K和浓度商的大小分析平衡的移动方向；根据盖斯定律计算反应热，并书写热化学方程式。

（1）正反应吸热，升高温度平衡向正反应方向移动，则高炉内CO2和CO体积比值增大，平衡常数K值增大，

故答案为：增大；增大；

（2）c（CO2）=0.025mol/L，c（CO）=0.1mol/L，Q==0.25＜0.263，该反应不处于化学平衡状态，且反应向正方向进行，υ（正）＞υ（逆），

故答案为：否； 大于 ；因为温度不变，K不变，为增大K平衡应向正向移动，所以υ（正）＞υ（逆）；

（3）依据盖斯定律结合题干热化学方程式计算得到；①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.0kJ/mol；②CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-129.0kJ/mol

①+②得到CH4（g）与H2O（g）反应生成CH3OH（g）和H2（g）的热化学方程式为：

CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=+77.0kJ/mol；

故答案为：CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=+77.0kJ/mol。