Question

【題目】甲醇是重要的化工原料，又可稱為燃料。利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主反應(yīng)如下：

①CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) △H1

②CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) △H2

③CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) △H3

回答下列問題：

（1）已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵	H－H	C－O	C O	H－O	C－H
E/（kJ.mol-1）	436	343	1076	465	413

由此計算△H1=_____kJ·mol-1，已知△H2=－58kJ·mol-1，則△H3=_______kJ·mol-1

（2）反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為_____；圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為______（填曲線標(biāo)記字母）。

（3）合成氣的組成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60時體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率α與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。 α(CO)值隨溫度升高而_______（填“增大”或“減小”）。圖2中的壓強(qiáng)由大到小為___________________。

Answer 1

【答案】 -99 +41 減小

【解析】(1)、反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能，故△H1=1076kJ.mol1+2×436kJ.mol1(3×413+343+465)kJ.mol1=99kJ.mol1；

根據(jù)蓋斯定律：②①=③，故△H3=△H2△H1=58kJ.mol1(99kJ.mol1)=+41kJ.mol1，

故答案為：99；+41；

(2)、反應(yīng)①為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，根據(jù)平衡常數(shù)的定義，則平衡常數(shù)為，故答案為： ；

根據(jù)（1）中的計算可知，反應(yīng)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，故曲線a正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系，

故答案為： ； 。

(3)、由圖可知，壓強(qiáng)一定時，隨溫度的升高，CO的轉(zhuǎn)化率減小，反應(yīng)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡體系中CO的量增大，反應(yīng)③為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，又使平衡體系中CO的增大，總結(jié)果，隨溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率減小；

相同溫度下，反應(yīng)③前后氣體分子數(shù)不變，壓強(qiáng)改變不影響其平衡移動，反應(yīng)①正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故增大壓強(qiáng)有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高，故壓強(qiáng)：P3>P2>P1，

故答案為：減小；P3>P2>P1。