Question

【題目】Ⅰ、（1）在25 ℃、101 kPa下，1 g甲烷完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出55 kJ的熱量，寫出表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：___________________________________。

（2）Zn(s) + 1/2 O2(g) = ZnO(s) ΔH1 = -351 kJ/mol Hg(l) + 1/2 O2(g) = HgO(s) ΔH2 = -91 kJ/mol，由此可知ZnO(s) + Hg(l) = Zn(s) + HgO(s) △H3= __________kJ/mol。

Ⅱ、二甲醚是一種重要的清潔燃料，可替代氟利昂作制冷劑，對(duì)臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用水煤氣合成二甲醚，總反應(yīng)為：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2(g)　ΔH = -246.4 kJ/mol

（1）在一定條件下的密閉容器中，該總反應(yīng)達(dá)到平衡。改變下列條件之一，既能提高反應(yīng)速率，又能提高CO的轉(zhuǎn)化率的是________（填字母代號(hào)）。

a 降低溫度 b 加入催化劑 c 縮小容器體積 d 增加H2的濃度

（2）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K = _______________________，升高溫度，平衡常數(shù)___________（填“變大”、“變小”、“不變”）

（3）在一體積可變的密閉容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2，在一定溫度和壓強(qiáng)下發(fā)生反應(yīng)：3 H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2(g)，達(dá)到平衡后，測(cè)得平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量是同溫同壓下起始時(shí)的1.2倍。

① 反應(yīng)開始時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大�。�v(正)________v(逆)（填“＞”“＜”或“＝”）

② 平衡時(shí)，n(CH3OCH3) = ________，平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為________。

③ 平衡時(shí)，再向原容器中投入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2，一段時(shí)間后達(dá)到新的平衡，此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率與原平衡相比________（填“增大”、 “減小”或 “不變”）。

Answer 1

【答案】CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH = -880 kJ/mol + 260 kJ/mol cd 變小 ＜ 0.6 mol 40% 不變

【解析】

I.根據(jù)燃燒熱概念、蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式。II.從外因?qū)�化學(xué)平衡的影響，分析反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率、化學(xué)平衡常數(shù)的變化；同溫同壓下等效平衡的規(guī)律及應(yīng)用。

Ⅰ、（1）燃燒熱的定義中規(guī)定可燃物的物質(zhì)的量為1mol，表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式中可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須為1。在25 ℃、101 kPa下，表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH = -880 kJ/mol 。

（2）①Zn(s) + 1/2O2(g) = ZnO(s) ΔH1 = -351 kJ/mol ②Hg(l) + 1/2O2(g) = HgO(s) ΔH2 = -91 kJ/mol。將②－①可得ZnO(s) + Hg(l) = Zn(s) + HgO(s) △H3=+ 260 kJ/mol。

Ⅱ、（1）據(jù)外因?qū)Ψ磻?yīng)速率、化學(xué)平衡的影響，降低溫度使反應(yīng)速率減小、化學(xué)平衡右移， CO的轉(zhuǎn)化率增大；加入催化劑使反應(yīng)速率增大，但化學(xué)平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變； 縮小容器體積即增大氣體濃度，反應(yīng)速率增大，化學(xué)平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率增大；增加H2的濃度使反應(yīng)速率增大，化學(xué)平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故選cd。

（2）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式；因正反應(yīng)ΔH<0，升高溫度，平衡左移，K值變小。

（3）①據(jù)題意，從起始至平衡氣體物質(zhì)的量增大，即反應(yīng)“3H2(g) + 3CO(g)CH3OCH3(g) + CO2(g)”向左進(jìn)行，開始時(shí)正、逆反應(yīng)速率v(正)＜v(逆)。

②設(shè)從起始至平衡時(shí)，容器內(nèi)消耗CO2物質(zhì)的量為x mol，則有

3H2(g) + 3CO(g)CH3OCH3(g) + CO2(g)

起始/mol： 3 3 1 1

轉(zhuǎn)化/mol： 3x 3x x x

平衡/mol： 3+3x 3+3x 1-x 1-x

據(jù)題意，(3+3x)+(3+3x)+(1-x)+(1-x)=1.2×(3+3+1+1)

解得x＝0.4

故平衡時(shí)n(CH3OCH3) =(1－x)mol=0.6mol，CO2的轉(zhuǎn)化率=(x/1)×100%=40%。

③平衡時(shí)再向容器中投入“3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2”建立的新平衡，相當(dāng)于起始時(shí)“6 mol H2、6 mol CO、2 mol CH3OCH3、2 mol CO2”建立的平衡。同溫同壓時(shí)兩平衡等效，故CO2的轉(zhuǎn)化率不變。