2009年10月1日,我国成功举办国庆六十年阅兵活动.其中阅兵仪式上9辆电动车与混合动力车等新能源车辆的亮相,展示了综合国力、国防科技发展水平.同时也说明能源短缺是人类社会面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”).
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K).
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
由表中数据判断△H1______0(填“>”、“=”或“<”).
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol•L-1,则CO的转化率为______,此时的温度为______(从上表中选择).
解题思路:①“原子经济”是指在化学品合成过程中,所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中;
②依据平衡常数随温度变化分析温度对平衡移动的影响,据此判断;
③利用三段式计算各自组分物质的量变化量、平衡时的物质的量,依据转化率概念计算CO的转化率;根据浓度计算出平衡常数,再判断温度.
①“原子经济”是指在化学品合成过程中,所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中,分析反应可知,反应Ⅰ符合“原子经济”,
故答案为:Ⅰ;
②由表数据可知,温度升高,平衡常数减小,说明平衡逆向进行,逆向是吸热反应,正向放热反应,即△H1<0,
故答案为:<;
③按反应Ⅰ充分反应达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,物质的量为0.4mol;
CO (g)+2H2(g)⇌CH3OH (g)
起始量(mol) 2 6 0
变化量(mol) 1.6 3.2 1.6
平衡量(mol) 0.4 2.8 1.6
CO的转化率=[1.6mol/2mol]×100%=80%,
此时的平衡常数为:K=
1.6
2
0.4
2×(
2.8
2)2≈2.041,所以温度为250℃,
故答案为:80%;250℃.
点评:
本题考点: 化学平衡的计算.
考点点评: 本题考查了化学平衡的有关计算、化学平衡常数及应用等,难度不大,注意掌握平衡常数应用.
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