Question

【題目】甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料。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)生的主要反應(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△H1=﹣99kJ·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(shí)體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(a)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。a(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】+41 c(CH3OH)/c(CO)c2(H2) a 減小 P1＞P2＞P3

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律分析解答；

(2)化學(xué)平衡常數(shù)指可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值；化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，根據(jù)溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響，進(jìn)而判斷溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響；

(3)由圖2可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，根據(jù)溫度對(duì)平衡的影響分析判斷；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(dòng)，反應(yīng)①②正反應(yīng)為氣體分子減小的反應(yīng)，根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響分析判斷。

(1)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，根據(jù)蓋斯定律：反應(yīng)②-反應(yīng)①=反應(yīng)③，故△H3=△H2-△H1=-58kJ·mol-1-(-99kJ·mol-1)=+41kJ·mol-1，故答案為：+41；

(2)反應(yīng)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=；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(dòng)，平衡常數(shù)減小，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：；a；

(3)由圖2可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，隨溫度的升高，CO的轉(zhuǎn)化率減��；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(dòng)，反應(yīng)①②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(dòng)，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)：P1＞P2＞P3，故答案為：減�。�P1＞P2＞P3。