Question

甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
（1）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上述反应符合“原子经济”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℃
平衡常数K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断，△H₁

 

0 （填“＞”、“=”或“＜”）
③某温度下，将2mol CO和6mol H₂ 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^-1 则CO的转化率为

 

 反应的平衡常数为

 

此时的温度为

 

（从上表中选择）
（2）已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H₁=-1275.6kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566.0kJ?mol^-1
③H₂O（g）═H₂O（l）△H₃=-44.0kJ?mol^-1
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

考点：化学平衡的计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算

专题：

分析：（1）①“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；
②反应物总能量大于生成物总能量时，该反应为放热反应；
③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；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；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到．

解答： 解：（1）①根据原子经济知，Ⅰ没有副产物，符合原子经济理念，Ⅱ中有副产物，不符合原子经济理念，故选Ⅰ；
②根据图象知，反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应是放热反应，则△H₁＜0，故答案为：＜；
③平衡时剩余一氧化碳的物质的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，一氧化碳的转化率=

(2-0.4)mol

2mol

×100%=80%，
                CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol/L）  1      3            0
变化量（mol/L） 0.8     1.6         0.8
平衡量（mol/L） 0.2     1.4         0.8
K=

0.8

0.2×1．42

=2.041，对照图表数据判断温度为250℃，
故答案为：80%；2.041；250℃；
（2）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
依据盖斯定律①-②+③×4得到甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：2CH₃OH（l）+2O₂（g）=2CO （g）+4H₂O（l）△H=-885.6KJ/mol；
得到热化学方程式为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO （g）+2H₂O（l）△H=-442.8KJ/mol；
故答案为：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO （g）+2H₂O（l）△H=-442.8KJ/mol．

点评：本题考查“原子经济性”概念的理解、化学平衡常数、化学平衡计算、反应中能量的变化等，熟练掌握基础是关键，难度中等．