Question

能源短缺是人类社会面临的重大问题．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

能源短缺是人类社会面临的重大问题．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）△H2①上述反应符合“原子经济”原则的是______（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℃K2.0410.2700.012由表中数据判断△H1______0（填“＞”“=”或“＜”）；③某温度下，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-1，则CO的转化率为______．（2）合成气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔，在催化剂作用下，通过反应Ⅰ进行甲醇合成，T4℃下此反应的平衡常数为160．此温度下，在密闭容器中加入CO、H2，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：物质H2COCH3OH浓度/（mol?L-1）0.20.10.4①比较此时正、逆反应速率的大小：v正______v逆 （填“＞”、“＜”或“=”）．②若加入CO、H2后，在T5℃反应10min达到平衡，c（H2）=0.4mol?L-1，则该时间内反应速率v（CH3OH）=______mol?（L?min）-1．

Answer 1

（Ⅰ）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=

1.6mol

2mol

×100%=80%，
此故答案为：80%；
（Ⅱ）①由表中数据可知，10min时氢气的浓度为0.2mol/L、CO的浓度为0.1mol/L、甲醇的浓度为0.4mol/L，则此时的浓度商Qc=

0.4

0．22×0.1

=100，小于平衡常数160，故反应向正反应方向进行，故V_正＞V_逆，故答案为：＞；
②依据图表计算起始量；
               2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol/L）  1       0.5       0
变化量（mol/L）  0.8     0.4      0.4
T4时（mol/L）   0.2     0.1       0.4
若加入CO、H₂后，在T₅℃反应10min达到平衡，c（H₂）=0.4mol?L^-1，由表中数据可知，l0min内氢气的浓度变化量为0.6mol/L，故甲醇的浓度变化量为0.3mol/L，故v（CH₃OH）=

0.3mol/L

10min

=0.03mol/（L?min），
故答案为：0.03；