甲醇是一種新型的汽車動(dòng)力燃料,工業(yè)上可通過(guò)CO和H
2化合制備甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)△H.已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵 |
C-C |
C-H |
H-H |
C-O |
C≡O(shè) |
H-O |
鍵能/kJ?mol-1 |
348 |
413 |
436 |
358 |
1072 |
463 |
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)已知CO中的C與O之間為叁鍵連接,該反應(yīng)的△H=
;
(2)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成甲醇的反應(yīng),在容積固定為2L的密閉容器內(nèi)充入1molCO和2molH
2,加入合適催化劑(體積可以忽略不計(jì))后在250°C開(kāi)始反應(yīng),并用壓力計(jì)監(jiān)測(cè)容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化如下:
反應(yīng)時(shí)間/min |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
壓強(qiáng)/MPa |
12.6 |
10.8 |
9.5 |
8.7 |
8.4 |
8.4 |
則從反應(yīng)開(kāi)始到20min時(shí),以CO表示的平均反應(yīng)速率=
,該溫度下平衡常數(shù)K=
,若升高溫度則K值
(填“增大”、“減小”或“不變”);
(3)下列描述中能說(shuō)明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是
;
A、容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變 B、2v(H
2)
正=v(CH
3OH)
逆C、容器中氣體的壓強(qiáng)保持不變 D、單位時(shí)間內(nèi)生成nmolCO的同時(shí)生成2nmolH
2(4)若在溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,可逆反應(yīng) CO+2H
2?CH
3OH達(dá)到平衡,測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
反應(yīng)物投入量 |
1molCO、2molH2 |
1mol CH3OH |
2molCO、4mol H2 |
CH3OH的濃度(mol/L) |
c1 |
c2 |
c3 |
反應(yīng)的能量變化 |
放出Q1 kJ |
吸收Q2 kJ |
放出Q3 kJ |
平衡常數(shù) |
K1 |
K2 |
K3 |
反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 |
α 1 |
α 2 |
α 3 |
下列說(shuō)法正確的是
A、c
1=c
2 B、2Q
1=Q
3 C、K
1=K
3 D、α
2+α
3<100%
(5)若一體積可變的密閉容器中充入1mol CO、2mol H
2、1mol CH
3OH,反應(yīng)CO+2H
2?CH
3OH經(jīng)一定時(shí)間達(dá)到平衡,并測(cè)得平衡時(shí)混合氣體密度是同溫同壓下起始時(shí)的4/3倍.則:反應(yīng)開(kāi)始時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大小:v(正)
v(逆)(填“>”、“<”或“=”),理由是
.平衡時(shí)n(CH
3OH)=
mol.