Question

【題目】碳及其化合物在有機合成、能源開發(fā)等工農(nóng)業(yè)方面具有十分廣泛的應用。

Ⅰ.在25℃、101kPa時，1.00g C6H6(l)燃燒生成CO2和H2O(l)時，放出41.8kJ的熱量，表示C6H6(l)燃燒熱的熱化學方程式為___________________。

Ⅱ.乙二醇(HOCH2CH2OH)氣相氧化法

已知：2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)ΔH=-484kJ/mol

OHC-CHO(g)+2H2(g) HOCH2CH2OH(g) ΔH=-78kJ/mol

則乙二醇氣相氧化反應HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O(g)的ΔH=________；相同溫度下，該反應的化學平衡常數(shù)K=____________(用含K1、K2的代數(shù)式表示)。

Ⅲ. 甲醇的合成。

(1)在一容積為2L的密閉容器內(nèi)，充入0.2molCO與0.4molH2發(fā)生反應如下：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度，壓強的關系如圖所示。

①A、B兩點對應的壓強大小關系是PA________PB(填“>、<、=”)。

②A、B、C三點的平衡常數(shù)KA，KB，KC的大小關系是__________。

③下列敘述能說明上述反應能達到化學平衡狀態(tài)的是______________(填代號)。

a．H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍 b．CH3OH的體積分數(shù)不再改變

c．混合氣體的密度不再改變 d．CO和CH3OH的物質(zhì)的量之和保持不變

(2)在P1壓強、T1℃時，經(jīng)5min達到化學平衡，則用氫氣表示該反應的化學速率v(H2)=______，再加入1.0molCO后重新到達平衡，則CO的轉(zhuǎn)化率______(填“增大，不變，減小”)。

Answer 1

【答案】C6H6(l)+ O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) △H=-3260.4 kJ/mol -406kJ/mol < KA=KB＞KC b 0.02mol/(L·min) 減小

【解析】

Ⅰ.燃燒熱指的是1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量，據(jù)題意可知，1.00g C6H6(l)燃燒生成CO2和H2O(l)時，放出41.8kJ的熱量，78g苯燃燒放出78×41.8kJ=3260.4 kJ的熱量，據(jù)此可以寫出C6H6(l)燃燒熱的熱化學方程式；

Ⅱ.根據(jù)蓋斯定律進行計算；分別寫出①②反應中平衡常數(shù)的表達式，二者相除可以得出HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O(g)反應的平衡常數(shù)K；

Ⅲ. (1)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是氣體體積減小的反應，壓強增大，平衡右移，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，據(jù)此判定A、B兩點對應的壓強大小關系；

②根據(jù)溫度對平衡移動規(guī)律的影響進行分析；平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù)，據(jù)此進行分析；

③根據(jù)反應達平衡時，正逆反應速率相等，各組分的濃度不變及由此衍生的其他物理量進行進行；

(2)在P1壓強、T1℃時，經(jīng)5min達到化學平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，據(jù)此計算出氫氣的變化濃度，據(jù)此計算v(H2)；可逆反應中，兩種物質(zhì)參加反應，增加該物質(zhì)的濃度，該物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率減小。

Ⅰ.在25℃、101kPa時，1.00g C6H6(l)燃燒生成CO2和H2O(l)時，放出41.8kJ的熱量，78g苯燃燒放出78×41.8kJ=3260.4 kJ的熱量，表示C6H6(l)燃燒熱的熱化學方程式為C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) △H=-3260.4 kJ/mol；

故答案為：C6H6(l)+ O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) △H=-3260.4 kJ/mol；

Ⅱ.已知：①2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)ΔH=-484kJ/mol

②OHC-CHO(g)+2H2(g) HOCH2CH2OH(g) ΔH=-78kJ/mol

由蓋斯定律：①-②，則乙二醇氣相氧化反應HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O(g)的ΔH==-484kJ/mol+78kJ/mol= -406kJ/mol；相同溫度下，該反應的化學平衡常數(shù)K=；

故答案為：-406kJ/mol； ；

Ⅲ. (1)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是氣體體積減小的反應，壓強增大，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，A、B兩點對應的壓強大小關系是PA<PB；

故答案為：<；

②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，溫度升高，CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明正反應放熱，C點平衡常數(shù)小于A點，A、B兩點溫度相同，平衡常數(shù)相同，A、B、C三點的平衡常數(shù)KA，KB，KC的大小關系是KA=KB＞KC；

故答案為：KA=KB＞KC；

③a．只要反應發(fā)生就有H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍，故錯誤；

b．CH3OH的體積分數(shù)不再改變，說明各物質(zhì)的量不變，反應達平衡狀態(tài)，故正確；

c．反應前后氣體的總質(zhì)量不變，氣體的體積不變，反應過程中混合氣體的密度保持不改變，無法判斷是否達到平衡，故錯誤；

d．CO和CH3OH的物質(zhì)的量之和保持不變，可能平衡也可能未平衡，故錯誤；

故答案為：b；

(2)在P1壓強、T1℃時，經(jīng)5min達到化學平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，則用氫氣表示該反應的化學速率v(H2)==0.02mol/(L·min)，再加入1.0molCO后，加入的CO不可能100%的轉(zhuǎn)化，重新到達平衡，則CO的轉(zhuǎn)化率減小。

故答案為：0.02mol/(L·min)；減小。