Question

【題目】甲醛在木材加工、醫藥等方面有重要用途。甲醇直接脫氫是工業上合成甲醛的新方法，制備過程涉及的主要反應如下：

反應Ⅰ：CH3OH（g）HCHO（g）+H2（g） △H1=+85.2kJ/mol

反應Ⅱ：CH3OH（g）+12O2（g）HCHO（g）+H2O（g） △H2

反應Ⅲ：2H2（g）+O2（g）2H2O（g） △H3=483.6kJ/mol

（1）計算反應Ⅱ的反應熱△H2=___。

（2）750K下，在恒容密閉容器中，發生反應CH3OH（g）=sHCHO（g）+H2（g），若起始壓強為P0，達到平衡轉化率為a，則平衡時的總壓強P平=___（用含P0和a的式子表示）：當P0=101kPa，測得a=50.0%，計算反應平衡常數Kp=___kPa（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數，忽略其它反應）。

Answer 1

【答案】-156.6kJ/mol P0（1+a） 50.5kPa

【解析】

根據蓋斯定律計算反應Ⅱ的反應熱；根據阿伏加德羅定律和平衡狀態計算平衡常數。

（1）反應I：CH3OH（g）HCHO（g）+H2（g）△H1＝+85.2kJ/mol，反應II：CH3OH（g）+12O2（1）HCHO（g）+H2O（g）△H2，反應III：H2（g）+12O2（g）H2O（g）△H3＝-241.8kJ/mol，根據蓋斯定律，反應I+反應III得反應Ⅱ，CH3OH（g）+12O2（1）HCHO（g）+H2O（g）△H2＝-△H1+△H3＝-241.8kJ/mol+85.2kJ/mol＝-156.6kJ/mol；

（2）若起始壓強為P0，達到平衡轉化率為α，

在恒溫恒容條件下，壓強之比等于物質的量之比，則P0：P平＝1：（1+a），P平＝P0（1+a）；當P0＝101kPa，測得α＝50.0%，P平＝P0（1+a）=151.5kPa，該反應平衡常數Kp= kPa=50.5kPa。