Question

【題目】（1）甲醇是一種重要的化工原料，在生產中有著重要的應用。工業(yè)上用甲烷氧化法合成甲醇的反應有：

（i）CH4（g）+CO2（g）2CO（g）+H2（g） △H1=+247.3kJ·mol﹣1

（ii）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） △H2=﹣90.1kJ·mol﹣1

（iii）2CO（g）+O2（g）2CO2（g） △H3=﹣566.01kJ·mol﹣1

用CH4和O2直接制備甲醇蒸氣的熱化學方程式為___。

（2）二氧化硫為重要的含硫化合物，是形成酸雨的主要污染物之一SO2經催化氧化可生成SO3，該反應的熱化學方程式為：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）△H=akJmol﹣1在T1℃時，將2molSO2、1molO2充入容積為2L的密閉容器A中，充分反應并達到平衡，此過程中放出熱量98.3kJ，測得SO2的平衡轉化率為50%，則a=___；T1℃時，上述反應的平衡常數K1=___Lmol﹣1。若將初始溫度為T1℃的2molSO2和1molO2充入容積為2L的絕熱密閉容器B中，充分反應，在T2℃時達到平衡，在此溫度時上述反應的平衡常數為K2。則K1___K2（填“＞”、“＜”或“=”）。

Answer 1

【答案】2CH4（g）+O2（g）2CH3OH（g）△H=-251.6kJmol-1 196.6 4 ＞

【解析】

（1）由蓋斯定律計算可得；

（2）建立三段式，依據三段式計算a和平衡常數；放熱反應會導致絕熱密閉容器中反應溫度升高。

（1）由蓋斯定律可知，（i）×2+（ii）×2+（iii）可得2CH4（g）+O2（g）2CH3OH（g）△H，故△H=2△H1+2△H2+△H3=（+247.3kJmol-1）×2+（-90.1kJmol-1）×2+（-566.0kJmol-1）=-251.6kJmol-1，則用CH4和O2直接制備甲醇蒸氣的熱化學方程式為CH4（g）+O2（g）2CH3OH（g）△H=-251.6kJmol-1，故答案為：2CH4（g）+O2（g）2CH3OH（g）△H=-251.6kJmol-1；

（2）由題意可知SO2的平衡轉化率為50%，由此建立如下三段式：

2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

開始（mol） 2 1 0

轉化（mol） 1 0.5 1

平衡（mol） 1 0.5 1

因平衡時放出熱量為98.3kJ，則a=2×98.3=196.6；平衡時2L的密閉容器SO2、O2、SO3的濃度依次為0.5mol/L、0.25 mol/L、0.5 mol/L、則平衡常數K==4；該反應為放熱反應，在容積為2L的絕熱密閉容器B中反應溫度升高，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，化學平衡常數減小，則K1＞K2，故答案為：196.6；4；＞。