Question

【題目】工業(yè)上以煤和水為原料通過一系列轉化可變?yōu)榍鍧嵞茉礆錃饣蚬�業(yè)原料甲醇。

已知：

則碳與水蒸氣反應的________。

工業(yè)上也可以僅利用碳和水蒸氣反應得到的和進一步合成甲醇，反應方程式為：

工業(yè)上此生產過程中和的轉化率________填“前者大”、“后者大”、“一樣大”或“無法判斷”；為了既提高甲醇的產率又加快反應速率，可以采取的措施是________。

在一恒溫恒容密閉容器中充入和進行上述反應。測得和濃度隨時間變化如圖所示。該溫度下的平衡常數為________保留三位有效數字。

改變溫度，使反應中的所有物質都為氣態(tài)。起始溫度體積相同、密閉容器，反應過程中部分數據見下表：

	反應時間
反應Ⅰ 恒溫恒容		2	6	0	0
		1
				1
反應Ⅱ 絕熱恒容		0	0	2	2

①達到平衡時，反應Ⅰ、反應Ⅱ對比：平衡常數Ⅰ________Ⅱ填“”、“”或“”，下同；平衡時的濃度________Ⅱ。

對反應，前內的平均反應速率________，若時只向容器中再充入和，則平衡________移動填“正向”、“逆向”或“不”。

Answer 1

【答案】 后者大 增大壓強或增大CO和H的濃度 不

【解析】

（1）①C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1

②2H2（g）+O2（g）=2H2O （l）△H2

③H2O （l）=H2O （g）△H3

結合蓋斯定律計算，①-②-2×③得到碳與水蒸氣反應的熱化學方程式；

（2）①可逆反應中增大一種反應物濃度可以提高另一種反應物轉化率；

依據CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H<0為氣體體積減小的、放熱反應特點結合影響化學平衡移動的因素解答；

②計算平衡時氫氣、水的濃度，再根據K=計算平衡常數；

（3）①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H<0，反應Ⅰ是恒溫恒容容器，Ⅱ為恒容絕熱，反應是放熱反應，圖表中反應ⅠⅡ若恒溫恒容達到相同平衡狀態(tài)，Ⅱ為逆向恒容絕熱，溫度降低，平衡正向進行，平衡常數增大，甲醇濃度增大；

②反應速率V=計算得到氫氣反應速率，速率之比等于化學方程式計量數之比計算甲醇反應速率；依據平衡三段式列式計算分析平衡狀態(tài)的物質的量得到平衡濃度，計算此時平衡常數，若30min時只向容器中再充入1mol CO2（g）和1mol H2O（g），計算此時濃度商和平衡常數比較判斷反應進行方向．

結合蓋斯定律計算，得到碳與水蒸氣反應的熱化學方程式為：的，

故答案為：；

生成二氧化碳和氫氣的物質的量之比為1：2，而，二氧化碳和氫氣物質的量之比為1：3，相當于增大二氧化碳濃度，所以氫氣的轉化率大于二氧化碳轉化率；

為氣體體積減小的、放熱反應，要想提高甲醇的產率加快反應速率可采取的措施是增大壓強或增大和的濃度；

故答案為：后者大；增大壓強或增大和的濃度；

平衡時甲醇為、二氧化碳為，則：

起始濃度： 1 3 0 0

變化濃度：

平衡濃度：

則平衡常數

故答案為：；

，反應Ⅰ是恒溫恒容容器，Ⅱ為恒容絕熱，反應是放熱反應，圖表中反應Ⅱ若恒溫恒容達到相同平衡狀態(tài)，Ⅱ為逆向恒容絕熱，溫度降低，平衡正向進行，平衡常數增大，甲醇濃度增大；

故答案為：；；

起始量 13 0 0

變化量

30min量

對反應I，前10min內的平均反應速率；平衡常數，

若30min時只向容器中再充入和，

濃度 1 1

濃度商，所以平衡不移動；

故答案為：；不。