Question

【题目】甲醇是一种新型燃料，甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇，该反应的热化学方程式为：

CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g） △H1=－116 kJ·mol－1

（1）已知： △H2=－283 kJ·mol－1

△H3=－242 kJ·mol－1

则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程式：________________

（2）在容积为1L的恒容容器中，分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。右图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比（起始时CO的物质的量均为1mol）与CO平衡转化率的关系。请回答:

①在上述三种温度中，曲线Z对应的温度是________________

②利用图中a点对应的数据，计算出曲线Z在对应温度下CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的平衡常数 K=_________。

（3）在某温度下，将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中，5min时达到平衡，各物质的物质的浓度 （molL－1）变化如下表所示：

	0min	5min	10min
CO	0.1		0.05
H2	0.2		0.2
CH3OH	0	0.04	0.05

若5min～10min只改变了某一条件，所改变的条件是_________________________。

Answer 1

【答案】 CH3OH（g）+ 3/2O2（g）=CO2（g）+ 2H2O（g） △H1=－651 kJ·mol－1 270℃ 4 增加了1molH2（或增大了H2的浓度也可）

【解析】（1）根据反应①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=116kJmol1，

②CO(g)+ O2(g)═CO2(g) △H2=283kJmol1，

③H2(g)+ O2(g)═H2O(g) △H3=242kJmol1，

根据盖斯定律：①②③×2得：CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=651kJmol1，

故答案为：CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=651kJmol1；

（2）①根据反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=116kJmol1，是放热反应，温度越高，转化率越低，所以曲线Z对应的温度是270℃；

故答案为：270℃；

②a点H2和CO的起始组成比1.5，CO转化率50%，体积为1L，

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始（mol）1 1.5 0

变化（mol）0.5 1 0.5

平衡（mol）0.5 0.5 0.5

该反应的平衡常数K= ，

故答案为：4；

（3）根据表格分析可得：

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

0min时（mol） 0.1 0.2 0

变化 （mol） 0.04 0.08 0.04

5min时（mol） 0.06 0.12 0.04

变化 （mol） 0.01 0.08 0.01

10min时（mol） 0.05 0.2 0.05

5min～10min这段时间内，CO减少了0.01mol，CH3OH增加了0.01mol，反应正向进行。按计量系数之比，H2这段时间内减少了0.02mol，而事实上10min末，H2增加了0.08mol，所以5min末改变的条件为：增加了1molH2。

故答案为：增加了1molH2或增大了H2的浓度。