工业上常用天然气作为制备甲醇CH3OH的原料.已知:

工业上常用天然气作为制备甲醇CH3OH的原料.已知:
①CH4(g)+O2(g)⇌CO(g)+H2(g)+H2O(g)△H=-321.5kJ/mol
②CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H=+250.3kJ/mol
③CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H=-90kJ/mol
(1)CH4(g)与O2(g)反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为______.
(2)向VL恒容密闭容器中充入a mol CO与2a mol H2,在不同压强下合成甲醇.CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①压强P1______P2(填“<”、“>”或“=”)
②在100℃、P1压强时,平衡常数为
V2
a2
V2
a2
(用含a,V的代数式表示).
shufu847 1年前 已收到1个回答 举报

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解题思路:(1)根据盖斯定律书写目标热化学方程式;
(2)①反应是气体体积减小的反应,温度一定时,增大压强平衡正向进行,CO的转化率增大;
②100°C时一氧化碳的转化率为50%,结合平衡三段式列式计算平衡浓度,代入平衡常数平衡常数K=
c(CH3OH)
c(CO)×c2(H2)
计算.

(1)①CH4(g)+O2(g)⇌CO(g)+H2(g)+H2O(g)△H=-321.5kJ/mol
②CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H=+250.3kJ/mol
③CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H=-90kJ/mol
依据盖斯定律,①+②-2×③得到:2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g)△H=-251.2KJ/mol,
故答案为:2CH4(g)+O2(g)=2CH3OH(g)△H=-251.2KJ/mol;
(2)①由图象可知,相同温度下P2压强下一氧化碳转化率大于P1压强下一氧化碳转化率,反应是气体体积减小的反应,压强增大平衡正向进行,所以P1<P2
故答案为:<;
②向VL恒容密闭容器中充入a mol CO与2a mol H2,100°C时一氧化碳的转化率为50%,故CO浓度变化量为[0.5a mol/V L]=[a/2V]mol/L,则:
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
起始量(mol/L):[a/V] [2a/V] 0
变化量(mol/L):[a/2V][a/V][a/2V]
平衡量(mol/L):[a/2V] [a/V] [a/2V]
平衡常数K=
c(CH3OH)
c(CO)×c2(H2)=

a
2V

a
2V×(
a
V)2=
V2
a2,
故答案为:
V2
a2.

点评:
本题考点: 转化率随温度、压强的变化曲线.

考点点评: 本题考查热化学方程式、化学平衡图象及影响因素、平衡常数有关计算等,题目难度中等,注意掌握化学平衡三段式解题法.

1年前

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