Question

甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有：

（1）用CH₄和O₂直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为                  。

（2）某温度下，向容积为4 L的容器通人6 mol CO₂和6mol CH₄，发生反应(i），平衡体系中各组分的体积分数均为，则此温度下该反应的平衡常数K=            ，CH₄的转化率为            。该温度下反应达平衡后，将反应容器的容积增大至10L，平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”）方向移动。

Answer

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

（2）1；33.3﹪ 正反应

【解析】

试题分析：（1）由盖斯定律知(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：设反应消耗CH4物质的量为n

CH4（g）+C02(g）2CO(g）+2H2(g）

起始n/mol 6 6 0 0

变化n/mol n n 2n 2n

平衡n/mol 6-n 6-n 2n 2n

由题意得：2n/(12+2n）=1/4

解得n＝2mol

所以K＝(12×12）/(1×1）＝1

甲烷的转化率为(2/6）×100%=33.3%

该温度下反应达平衡后，将反应容器的容积增大至10L，由于正反应是体积增大的，所以平衡向正反应方向移动。

考点：考查反应热和平衡常数计算，外界条件对平衡状态的影响