Question

高中化学解答题求解

Answer 1

我这里有原题答案和解析，希望你看完解析后有所收获：
（1）用CO合成甲醇的反应为：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g），根据图1所示，温度升高，甲醇的物质的量减小，平衡逆向移动，则正反应放热．
则该正反应的△H＜0，
故答案为：＜；判断的理由是温度升高，甲醇的物质的量减小，平衡逆向移动则正反应放热；
（2）①图2、3中热化学方程式①CO（g）+H2O（l）=CO2（g）+H2（g）△H=-41KJ/mol；
②CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=-（510-419）KJ/mol=-91KJ/mol；
由盖斯定律②-①得到二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-50KJ/mol，
故答案为：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-50KJ/mol；
②10min到达平衡，平衡时甲醇的浓度变化为0.75mol/L，从反应开始到平衡，甲醇的平均反应速率v（CH3OH）=
0.75mol/L
10min
=0.075mol/（L•min），
v（H2）=3v（CH3OH）=3×0.075mol/（L•min）=0.225mol/（L•min），
CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）
起始浓度 1 3 0 0
转化浓度 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡浓度 0.25 0.75 0.75 0.75
则该反应的平衡常数k=c（CH3OH）c（H2O）/c（CO2）c3（H2）=
16
3
≈5.3；
要使n（CH3OH）/n（CO2）增大，应使平衡向正反应方向移动，可以降温、加压或增大氢气的量或将H2O（g）从体系中分离；
故答案为：0.225 mol/（L．min）；5.3；降温、加压或增大氢气的量或将H2O（g）从体系中分离；
（3）①反应为CH3OH（g）⇌CO（g）+2H2（g）
n起始 0.6 0 0
n转化 x x 2x
n平衡 0.6-x x 2x

P2
P1
=
0.6+2x
0.6
=2.2
x=0.36mol
则该条件下CH3OH的平衡转化率为
0.36
0.6
×100%=60%，
故答案为：60%；
②根据图象可知，当n（O2）/n（CH3OH）=0.25时，CH3OH与O2发生的主要反应为甲醇的催化氧化生成甲醛，反应的方程式为：2CH3OH+O2⇌2HCHO+2H2O；依据图象分析，在制备H2时最好控制n（O2）/n（CH3OH）=0.5时氢气生成最多，
故答案为：2CH3OH+O2⇌2HCHO+2H2O；0.5．