Question

【題目】“潔凈煤技術”研究在世界上相當普遍．
（1）科研人員通過向地下煤層（焦炭）氣化爐中鼓入水蒸氣的方法，連續產出了高熱值 的煤炭氣，其主要成分是CO和H2 ．
已知：H2（g）+ O2（g）═H2O（g）△H1=﹣241.8kJmol﹣1
C（s）+ O2（g）═CO（g）△H2=﹣110.5kJmol﹣1
則生產煤炭氣的熱化學方程式為
（2）CO在催化劑作用下可以與H2反應生成甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）． 在2L密閉容器中充有10mol CO與20mol H2 ， CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示．

①關于上述反應在化學平衡狀態時的描述正確的是 ．
A．CO的含量保持不變
B．v正（CO）=v正（CH3OH）
C．容器中混合氣體的平均相對分子質量保持不變
②該圖像中P1P2（填“＞”、“=”或“＜”）；
該反應逆反應的△H0 （填“＞”、“=”或“＜”）．
③該反應的化學平衡常數表達式為K= ， M、N、Q三點的平衡常數KM、KN、KQ的大小關系為 ．
④M，N兩點平衡狀態下，容器中總物質的量之比為：n（M）總：n（N）總= ．
（3）已知在常溫常壓下： ①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣1275.6kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566.0kJ/mol
③H2O（g）═H2O（l）△H=﹣44.0kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態水的熱化學方程式：

Answer 1

【答案】
（1）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ?mol﹣1
（2）ABC；＜；＜；；KM=KN＞KQ；10：7
（3）CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8kJ∕mol
【解析】解：（1）①H2（g）+ O2（g）═H2O（g）△H1=﹣241.8kJmol﹣1②C（s）+ O2（g）═CO（g）△H2=﹣110.5kJmol﹣1②﹣①得到：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g），根據蓋斯定律得到△H=﹣110.5kJmol﹣1+241.8kJmol﹣1=+131.3kJmol﹣1 ，
則生產煤炭氣的熱化學方程式為C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g），△H=+131.3kJmol﹣1 ，
所以答案是：C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJmol﹣1；（2）①A．CO的含量保持不變是化學平衡的特征，故A正確；
B．v正（CO）=v正（CH3OH）可以說明正逆反應速率相等，達到了平衡，故B正確；
C．容器中混合氣體的平均相對分子質量等于質量和物質的量的比值，質量始終守恒，物質的量會變化，所以混合氣體的平均相對分子質量保持不變，說明反應達到了平衡，故C正確，故選ABC；②相同溫度下，同一容器中，增大壓強，平衡向正反應方向移動，則CO的轉化率增大，根據圖像知，p1小于p2 ， 升高溫度CO的轉化率減小，平衡逆向移動，所以反應是放熱反應，焓變小于零，
所以答案是：＜；＜；③化學平衡常數K= ，K只與溫度有關，相同溫度時其平衡常數相等，升高溫度平衡向逆反應方向移動，其平衡常數減小，根據圖像知，溫度：M=N＜Q，則若M、N、Q三點的平衡常數KM、KN、KQ的大小關系為KM=KN＞KQ；
所以答案是： ；KM=KN＞KQ；④M點時，CO轉化率為50%，則參加反應的n（CO）=10mol×50%=5mol，還剩余5molCO，根據方程式知，還剩余n（H2）=20mol﹣5mol×2=10mol，生成n（CH3OH）=5mol；N點時，CO轉化率為80%，參加反應的n（CO）=10mol×80%=8mol，還剩余2molCO，根據方程式知，還剩余n（H2）=20mol﹣8mol×2=4mol，生成n（CH3OH）=8mol，所以容器中總物質的量之比為：n（M）總：n（N）總=（5+10+5）mol：（2+4+8）mol=10：7，
所以答案是：10：7；（3）①2CH3OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=﹣1275.6kJmol﹣1②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566.0kJmol﹣1③H2O（g）═H2O（l）△H=﹣44.0kJmol﹣1
根據蓋斯定律，將已知反應 ×（①﹣②+③×4）得到CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l），所以該反應的△H= ×[（﹣1275.6kJ/mol）﹣（﹣566.0kJ/mol）+（﹣44.0kJ/mol）×4]=﹣442.8kJmol﹣1 ， 即CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8kJmol﹣1 ，
所以答案是：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=﹣442.8kJmol﹣1 ．
【考點精析】認真審題，首先需要了解化學平衡狀態本質及特征(化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）)，還要掌握化學平衡的計算(反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%)的相關知識才是答題的關鍵．