Question

【题目】按要求回答下列问题：

(1)甲醇是一种重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景。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)；△H1

反应II：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)；△H2

①上述反应中原子利用率百分之百的是______(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△H1______0，T℃时，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)=0.2mol/L，此时T为______。

(2)已知在常温常压下：

①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1275.6kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566.0kJ/mol

③H2O(g)=H2O(l)△H3=-44.0kJ/mol

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

【答案】I ＜ 250℃ CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJmol-1

【解析】

“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中；反应物总能量大于生成物总能量时，该反应为放热反应；根据一氧化碳的平衡浓度计算平衡时一氧化碳的物质的量，再根据转化率公式计算其转化率；根据列式三段式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到，再根据表格分析。

(1)①“原子经济”是指在化学品合成过程中，所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中，分析反应可知，反应Ⅰ符合“原子经济”，

故答案为：Ⅰ；

②由表数据可知，温度升高，平衡常数减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正向放热反应，即△H1＜0，

故答案为：＜；

③按反应Ⅰ充分反应达到平衡后，测得c（CO）=0.2mol/L，物质的量为0.4mol；

CO （g）+2H2（g）CH3OH （g）
起始量（mol） 2 6 0

变化量（mol） 1.6 3.2 1.6

平衡量（mol） 0.4 2.8 1.6

CO的转化率=×100%=80%，此时的平衡常数为：K===2.041，所以温度为250℃，
故答案为：80%；250℃。

(2)已知：①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJmol-1

②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJmol-1

③H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJmol-1

根据盖斯定律，（①-②+③×4）÷2可得：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l），则：△H=[-1275.6kJmol-1-（-566.0kJmol-1）+4×（-44.0kJmol-1）]÷2=-442.8 kJmol-1，反应热化学方程式为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8 kJmol-1，

故答案为：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-442.8 kJmol-1。