Question

【題目】高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下：FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g）（正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)），其平衡常數(shù)可表示為K= ，已知1100℃時(shí)K=0.263

（1）溫度升高，化學(xué)平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值________；平衡常數(shù)K值___________ （選填“增大”“減小”或“不變”）。

（2）1100℃時(shí)測(cè)得高爐中c（CO2）=0.025mol·L﹣1、c（CO）=0.1mol·L﹣1，在這種情況下，該反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)_________ （選填“是”或“否”），此時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率是υ（正）_______ υ（逆）（選填“大于”“小于”或“等于”），其原因是____________。

（3）能源問(wèn)題是人類社會(huì)面臨的重大課題，甲醇是未來(lái)重要的綠色能源之一。以CH4和H2O為原料，通過(guò)下列反應(yīng)來(lái)制備甲醇。

Ⅰ.CH4（g）＋H2O（g）=CO（g）＋3H2（g）ΔH＝＋206.0 kJ/mol

Ⅱ.CO（g）＋2H2（g）=CH3OH（g）ΔH＝－129.0 kJ/mol

CH4（g）與H2O（g）反應(yīng)生成CH3OH（g）和H2（g）的熱化學(xué)方程式__________。

Answer 1

【答案】增大 增大 否 大于 因?yàn)闇囟炔蛔�，K不變，為增大K平衡應(yīng)向正向移動(dòng)，所以υ（正）＞υ（逆） CH4（g）＋H2O（g）CH3OH（g）＋H2（g）ΔH＝＋77.0 kJ·mol－1

【解析】

根據(jù)平衡常數(shù)K和濃度商的大小分析平衡的移動(dòng)方向；根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱，并書寫熱化學(xué)方程式。

（1）正反應(yīng)吸熱，升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則高爐內(nèi)CO2和CO體積比值增大，平衡常數(shù)K值增大，

故答案為：增大；增大；

（2）c（CO2）=0.025mol/L，c（CO）=0.1mol/L，Q==0.25＜0.263，該反應(yīng)不處于化學(xué)平衡狀態(tài)，且反應(yīng)向正方向進(jìn)行，υ（正）＞υ（逆），

故答案為：否； 大于 ；因?yàn)闇囟炔蛔�，K不變，為增大K平衡應(yīng)向正向移動(dòng)，所以υ（正）＞υ（逆）；

（3）依據(jù)蓋斯定律結(jié)合題干熱化學(xué)方程式計(jì)算得到；①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+206.0kJ/mol；②CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-129.0kJ/mol

①+②得到CH4（g）與H2O（g）反應(yīng)生成CH3OH（g）和H2（g）的熱化學(xué)方程式為：

CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=+77.0kJ/mol；

故答案為：CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=+77.0kJ/mol。