Question

【题目】甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：

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

回答下列问题：

(1)已知△H1=﹣99kJ·mol﹣1，已知△H2=﹣58kJ·mol﹣1，则△H3=______kJ·mol﹣1。

(2)反应①的化学平衡常数K的表达式为______；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________(填曲线标记字母)。

(3)合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率(a)与温度和压强的关系如图2所示。a(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)图2中的压强由大到小为________。

Answer 1

【答案】+41 c(CH3OH)/c(CO)c2(H2) a 减小 P1＞P2＞P3

【解析】

(1)根据盖斯定律分析解答；

(2)化学平衡常数指可逆反应达到平衡时，各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值；化学平衡常数只受温度影响，根据温度对平衡移动的影响，进而判断温度对平衡常数的影响；

(3)由图2可知，压强一定时，根据温度对平衡的影响分析判断；相同温度下，反应③前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应①②正反应为气体分子减小的反应，根据压强对平衡的影响分析判断。

(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，根据盖斯定律：反应②-反应①=反应③，故△H3=△H2-△H1=-58kJ·mol-1-(-99kJ·mol-1)=+41kJ·mol-1，故答案为：+41；

(2)反应①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数表达式K=；反应①正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，曲线a正确反映平衡常数K随温度变化关系，故答案为：；a；

(3)由图2可知，压强一定时，随温度的升高，CO的转化率减小；相同温度下，反应③前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应①②正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故增大压强有利于CO的转化率升高，故压强：P1＞P2＞P3，故答案为：减小；P1＞P2＞P3。