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，發生的主反應如下：

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①中的相關的化學鍵鍵能數據如下：

化學鍵	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①的化學平衡常數K的表達式為_____；圖1中能正確反映平衡常數K隨溫度變化關系的曲線為______（填曲線標記字母）。

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

Answer 1

【答案】 -99 +41 減小

【解析】(1)、反應熱=反應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①為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，根據平衡常數的定義，則平衡常數為，故答案為： ；

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

故答案為： ； 。

(3)、由圖可知，壓強一定時，隨溫度的升高，CO的轉化率減小，反應①正反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡體系中CO的量增大，反應③為吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，又使平衡體系中CO的增大，總結果，隨溫度升高，CO的轉化率減小；

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

故答案為：減小；P3>P2>P1。