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△H1＝-99kJ·mol-1 ，△H3＝+41kJ·mol-1，則△H2＝_________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），其判斷理由是________。

（3）若開始各氣體的物質(zhì)的量一定時(shí)，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。則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_____________，其判斷理由是____________。

Answer 1

【答案】-58 a 反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡左移，平衡常數(shù)變小 減小 P3＞P2＞P1 反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓，平衡右移，CO的轉(zhuǎn)化率增大；而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，加壓，平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變，故增大壓強(qiáng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大

【解析】

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

（2）反應(yīng)①CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式；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。

（3）由圖可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，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(dòng)，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(dòng)，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(dòng)，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(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。