Question

【題目】(1)甲醇燃料電池(DNFC)被認為是21世紀電動汽車最佳候選動力源。在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22．68kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為__。

(2)工業(yè)上一般可采用下列反應來合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，現實驗室模擬該反應并進行分析，如圖是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間變化的曲線。

①該反應的焓變△H____0(填“＞”“＜”或“=”)．

②T1和T2溫度下的平衡常數大小關系是K1__K2(填“＞”“＜”或“=”)

③現進行如下實驗，在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO和3molH2，測得CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示．從反應開始到平衡，CO的平均反應速率v(CO)=____，該反應的平衡常數為K=____。

Answer 1

【答案】CH3OH(l)+3/2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)ΔH＝–725.76kJ·mol－1 ＜ ＞ 0.075mol/(Lmin) 4/3

【解析】

（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22．68kJ，則1mol甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱為：，則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為：CH3OH(l)+3/2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)ΔH＝–725.76kJ·mol－1。本小題答案為：CH3OH(l)+3/2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)ΔH＝–725.76kJ·mol－1。

（2）①根據先拐先平數值大的原則，由第一個圖可知，溫度T1<T2，平衡時，溫度越高CO的轉化率越小，說明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，由于升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，故該反應正反應為放熱反應。本小題答案為：<。

②該反應正反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應移動，所以K1>K2。本小題答案為：>。

③由第二個圖可知，10min達平衡時甲醇的濃度變化量為0.75mol/L，所以，由于速率之比等于化學計量數之比，所以。平衡時，c(CH3OH)為0.75mol/L，c(CO)的濃度為0.25mol/L，反應消耗一氧化碳濃度為0.75mol/L，則反應消耗氫氣濃度為0.75mol/L×2=1.5mol/L，則達到平衡時氫氣濃度為：c(H2)=3mol/L-1.5mol/L=1.5mol/L，所以該溫度下該反應的平衡常數：。本小題答案為：0.075mol/(Lmin) ；4/3。