Question

【题目】“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍．
（1）科研人员通过向地下煤层（焦炭）气化炉中鼓入水蒸气的方法，连续产出了高热值 的煤炭气，其主要成分是CO和H2 ．
已知：H2（g）+ O2（g）═H2O（g）△H1=﹣241.8kJmol﹣1
C（s）+ O2（g）═CO（g）△H2=﹣110.5kJmol﹣1
则生产煤炭气的热化学方程式为
（2）CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）． 在2L密闭容器中充有10mol CO与20mol H2 ， CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示．

①关于上述反应在化学平衡状态时的描述正确的是 ．
A．CO的含量保持不变
B．v正（CO）=v正（CH3OH）
C．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
②该图像中P1P2（填“＞”、“=”或“＜”）；
该反应逆反应的△H0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
③该反应的化学平衡常数表达式为K= ， M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为 ．
④M，N两点平衡状态下，容器中总物质的量之比为：n（M）总：n（N）总= ．
（3）已知在常温常压下： ①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566.0kJ/mol
③H2O（g）═H2O（l）△H=﹣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】
（1）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ?mol﹣1
（2）ABC；＜；＜；；KM=KN＞KQ；10：7
（3）CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8kJ∕mol
【解析】解：（1）①H2（g）+ O2（g）═H2O（g）△H1=﹣241.8kJmol﹣1②C（s）+ O2（g）═CO（g）△H2=﹣110.5kJmol﹣1②﹣①得到：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g），根据盖斯定律得到△H=﹣110.5kJmol﹣1+241.8kJmol﹣1=+131.3kJmol﹣1 ，
则生产煤炭气的热化学方程式为C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g），△H=+131.3kJmol﹣1 ，
所以答案是：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJmol﹣1；（2）①A．CO的含量保持不变是化学平衡的特征，故A正确；
B．v正（CO）=v正（CH3OH）可以说明正逆反应速率相等，达到了平衡，故B正确；
C．容器中混合气体的平均相对分子质量等于质量和物质的量的比值，质量始终守恒，物质的量会变化，所以混合气体的平均相对分子质量保持不变，说明反应达到了平衡，故C正确，故选ABC；②相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大，根据图像知，p1小于p2 ， 升高温度CO的转化率减小，平衡逆向移动，所以反应是放热反应，焓变小于零，
所以答案是：＜；＜；③化学平衡常数K= ，K只与温度有关，相同温度时其平衡常数相等，升高温度平衡向逆反应方向移动，其平衡常数减小，根据图像知，温度：M=N＜Q，则若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为KM=KN＞KQ；
所以答案是： ；KM=KN＞KQ；④M点时，CO转化率为50%，则参加反应的n（CO）=10mol×50%=5mol，还剩余5molCO，根据方程式知，还剩余n（H2）=20mol﹣5mol×2=10mol，生成n（CH3OH）=5mol；N点时，CO转化率为80%，参加反应的n（CO）=10mol×80%=8mol，还剩余2molCO，根据方程式知，还剩余n（H2）=20mol﹣8mol×2=4mol，生成n（CH3OH）=8mol，所以容器中总物质的量之比为：n（M）总：n（N）总=（5+10+5）mol：（2+4+8）mol=10：7，
所以答案是：10：7；（3）①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣1275.6kJmol﹣1②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566.0kJmol﹣1③H2O（g）═H2O（l）△H=﹣44.0kJmol﹣1
根据盖斯定律，将已知反应 ×（①﹣②+③×4）得到CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l），所以该反应的△H= ×[（﹣1275.6kJ/mol）﹣（﹣566.0kJ/mol）+（﹣44.0kJ/mol）×4]=﹣442.8kJmol﹣1 ， 即CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8kJmol﹣1 ，
所以答案是：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8kJmol﹣1 ．
【考点精析】认真审题，首先需要了解化学平衡状态本质及特征(化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）)，还要掌握化学平衡的计算(反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%)的相关知识才是答题的关键．