问题 填空题

甲醇是一种用途广泛的化工原料。

(1)工业上常用下列两种反应制备甲醇:

①CO(g) + 2H2(g)  CH3OH(g)               ΔH1= -90.1KJ/mol       

②CO2(g)+ 3H2(g)  CH3OH(g)  +  H2O(l)  ΔH2  

已知:CO(g)+ H2O (g) = CO2 (g) + H2 (g)     ΔH3=-41.1 KJ/mol    ③

H2O (l) =H2O (g)                     ΔH4=+44.0KJ/mol     ④

则ΔH2         

(2)实验室模拟用CO和H2反应来制甲醇。在250℃下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,各物质的物质的量浓度(mol•L-1)变化如下表所示:(前6min没有改变条件)

 2min4min6min8min
CO0.070.060.060.05
H2x0.120.120.2
CH3OH0.030.040.040.05
 

①x=                     

②250℃时该反应的平衡常数K值为:                            (不必化简)。

③若6min~8min只改变了某一条件,所改变的条件是                        

④第8min时,该反应是不是达到平衡状态       。(填“是”或“不是”)

⑤该合成反应的温度一般控制在240~270℃,选择此温度的原因是:Ⅰ.此温度下的催化剂活性高;Ⅱ.          

(3)电解甲醇水溶液制氢的优点是需要的电压低,而且制得的氢气比电解相同物质的量的水多。写出电解甲醇水溶液的反应式为:阳极:                    

答案

(1)-93.0 KJ/mol (3分)

(2)①x=0.14  (2分)

 (2分)

③增加了1 mol氢气;(2分)

④ 不是(2分)

⑤温度低,反应速率慢,单位时间内的产量低;而该反应为放热反应,温度过高,转化率降低。(2分)

(3)阳极:CH3OH+H2O=6H++CO2↑+6e-或CH3OH+H2O-6e-=6H++CO2↑;(3分)

题目分析:(1)根据盖斯定律,②=①-(③+④),所以ΔH2=ΔH1-(ΔH3+ΔH4)=-93.0 KJ/mol;

(2)①CO在2~4min浓度减少0.01mol/L,则H2的浓度减少0.02mol/L,4min时氢气的浓度是0.12mol/L,所以x=0.02mol/L+0.12mol/L=0.14 mol/L;

②250℃时在6min时达平衡,根据平衡常数的计算式得K=

③8min时CO的浓度减小,氢气的浓度增大,甲醇的浓度增大,说明改变条件平衡正向移动,CO浓度减少0.01mol/L,则氢气的浓度减少0.02mol/L,所以改变条件时氢气的浓度是0.22mol/L,与6min时相比氢气的浓度增加0.1mol/L,物质的量增加1mol,所以改变的条件是氢气增加1mol;

④用8min时生成物的浓度幂除以反应物的浓度幂之积,与相比,若相等则是平衡状态,若不等则不是平衡状态;

⑤温度太低,反应速率小,单位时间内的产量低;而该反应为放热反应,温度过高,转化率降低,所以温度以催化剂的活性为主进行选择;

(3)电解甲醇水溶液比电解相同物质的量的水多,电解1molH2O得1mol氢气,则电解1mol甲醇水溶液产生的氢气将大于1mol,所以电解1mol甲醇水溶液产生的H+将大于2mol,说明甲醇分子中的氢原子通过电解液成为H+,故电解甲醇水溶液的阳极反应式为CH3OH+H2O-6e-=6H++CO2↑。

选择题
单项选择题