Question

【題目】碳、及其化合物在生產中有重要應用。

（1）設反應 ① Fe(s) + CO2(g)FeO(s) + CO(g) ⊿H = Q1 平衡常數為K1

② Fe(s) + H2O(g)FeO(s) + H2(g) ⊿H = Q2 平衡常數為K2

不同溫度下，K1、K2的值如下表

T/K	K1	K2
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

現有反應 ③ H2(g) + CO2(g)CO(g) + H2O(g) ⊿H = Q3，結合上表數據，根據反應①、②推導出Q1、Q2、Q3的關系式Q3=_____________，反應③是________（填“放”或“吸”）熱反應。

（2）已知CO2催化加氫合成乙醇的反應原理為：2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) ⊿H <0

①圖l、圖2分別是CO2的平衡轉化率隨壓強及溫度的變化關系，已知m為起始時的投料比，即m=n(H2)/n(CO2)，圖l中投料比相同，溫度從高到低的順序為________，圖2中m1、m2、m3從大到小的順序為_____________。

②圖3表示在總壓為5MPa的恒壓條件下，且m=3時，平衡狀態時各物質的物質的量分數與溫度的關系。則曲線d代表的物質為________（填化學式），T4溫度時，該反應的平衡常數Kp=________。（提示：用平衡分壓代替平衡濃度來計算，某組分平衡分壓=總壓×該組分的物質的量分數，結果保留小數點后三位）

Answer 1

【答案】 Q3 = Q1-Q2 吸熱 T3>T2>T1 m1>m2>m3 C2H5OH 0.250

【解析】試題分析：（1）根據蓋斯定律計算Q3；K1= ，K2=；K3= ，分別計算973K、1173K時K3的平衡常數，根據平衡常數變化判斷吸放熱；（2）①正反應放熱，溫度越高CO2的平衡轉化率越小；增大n(H2)，平衡正向移動，CO2的平衡轉化率越大；②升高溫度平衡逆向移動，CO2、H2含量增大、C2H5OH、H2O減小，乙醇的含量是水蒸氣的 倍；根據K= 計算；

解析：（1）①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H=Q1；

②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) △H=Q2；根據蓋斯定律①-②得H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) △H=Q3= Q1-Q2；K1= ，K2=；K3= ，所以973K時K3=0.62、1173K時K3=1.29，升高溫度平衡常數增大，所以正反應吸熱；（2）①正反應放熱，溫度越高CO2的平衡轉化率越小，所以溫度從高到低的順序為T3>T2>T1；增大n(H2)，平衡正向移動，CO2的平衡轉化率越大，所以m1、m2、m3從大到小的順序為m1>m2>m3；②升高溫度平衡逆向移動，CO2、H2含量增大、C2H5OH、H2O減小，乙醇的含量是水蒸氣的 倍，所以曲線d代表的物質為C2H5OH；Kp ；