Question

【題目】甲醇是一種用途廣泛的化工原料,也可作為燃料。請回答以下問題：

（1）工業(yè)上常用下列反應制備甲醇：CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH= —90.1KJmol-1，該反應自發(fā)的條件是________。

（2）實驗室模擬用CO和H2反應來制甲醇。在250℃下，將一定量的CO和H2投入2L的密閉容器中，各物質的物質的量（mol）變化如下表所示：（前6min沒有改變條件）

	2min	4min	6min	8min	20min	…
CO	0.7	0.5	0.5	0.4	0.2	…
H2	1.4	1	1	1.8	2	…
CH3OH	0.3	0.5	0.5	0.6	0.8	…

①從0min-4min這段時間的反應速率v（CO）=_________

②250℃時該反應平衡常數K的值為________。

③若第6min時只改變了一個條件，則所改變的條件是________。

④若反應過程中保持溫度不變，第20min時,該反應的v正______v逆。(填“ > ”，“ < ”或“ = ”)

（3）若在一恒容的密閉容器中通入物質的量之比為1：1的CO和H2來生產CH3OH，畫出不同溫度下，反應相同時間時CO的體積分數隨溫度變化的圖像。_______________

Answer 1

【答案】低溫（或較低溫度） 0.0625 mol/(L·min) 4.0 充入1.0molH2 =

【解析】

（1）反應才能自發(fā)進行；

（2）①根據=計算反應速率；

②該反應平衡常數 。

③根據8min時CO的濃度減小，氫氣的濃度增大，甲醇的濃度增大判斷。

④根據20min時Q、K的大小關系判斷。

（3）利用“三段式”計算不同溫度下， CO的體積分數隨溫度變化；

（1）CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0、ΔS<0，反應才能自發(fā)進行，所以該反應在低溫條件下才能自發(fā)進行；

（2）①從0min-4min這段時間生成0.5mol CH3OH，根據方程式可知，消耗0.5mol CO， (CO)= 0.0625 mol/(L·min)；

②根據表格數據可知，該反應在4min 時達到平衡狀態(tài)，CO、H2、CH3OH的平衡濃度 分別是0.25 mol/L、0.5mol/L、0.25mol/L，250℃時，該反應平衡常數4.0；

③與6min時相比，8min時CO的物質的量減小，氫氣的物質的量增大，甲醇的物質的量增大，說明改變條件平衡正向移動，CO物質的量減少0．1mol，則氫氣的濃度減少0．2mol/L，8min時CO的物質的量是1.8mol，所以第6min改變條件是氫氣增加1mol；

④第20min時，，所以反應達到平衡狀態(tài)，v正=v逆；

（3）

CO的體積分數是 ；CO的體積分數是恒量，CO的體積分數隨溫度變化的圖像是。