Question

【題目】甲醇是一種重要的化工原料，在生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。工業(yè)上用甲烷氧化法合成甲醇的反應(yīng)有：

（1）用CH4和O2直接制備甲醇蒸氣的熱化學(xué)方程式為 。

（2）某溫度下，向容積為4 L的容器通人6 mol CO2和6mol CH4，發(fā)生反應(yīng)(i），平衡體系中各組分的體積分?jǐn)?shù)均為，則此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ，CH4的轉(zhuǎn)化率為 。該溫度下反應(yīng)達(dá)平衡后，將反應(yīng)容器的容積增大至10L，平衡向___________(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向移動。

Answer 1

【答案】（1）2CH4(g）+O2(g）=2CH3OH（g）△H=—251.6kJ·mol-1

（2）1；33.3﹪ 正反應(yīng)

【解析】

試題分析：（1）由蓋斯定律知(i）×2+(ii）×2+(iii）得到分液2CH4(g）+O2(g）=2CH3OH（g）的△H＝（+247.3kJ/mol）×2+（-90.1 kJ/mol）×2+（-566.0 kJ/mol）＝－251.6 kJ/mol；

（2）利用三行式：設(shè)反應(yīng)消耗CH4物質(zhì)的量為n

CH4（g）+C02(g）2CO(g）+2H2(g）

起始n/mol 6 6 0 0

變化n/mol n n 2n 2n

平衡n/mol 6-n 6-n 2n 2n

由題意得：2n/(12+2n）=1/4

解得n＝2mol

所以K＝(12×12）/(1×1）＝1

甲烷的轉(zhuǎn)化率為(2/6）×100%=33.3%

該溫度下反應(yīng)達(dá)平衡后，將反應(yīng)容器的容積增大至10L，由于正反應(yīng)是體積增大的，所以平衡向正反應(yīng)方向移動。