Question

【题目】已知利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成甲醇的主要反应如下：

①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1＜0

②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2＜0

③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3＞0

回答下列问题：

（1）反应①的化学平衡常数K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），其判断理由是______________________。

（2）合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而___________（填“增大”或“减小”），其原因是___________________；图2中的压强由大到小为_________________________，其判断理由是________________________。

Answer 1

【答案】（1）K=(或Kp=（2分） a（1分）

反应①为放热反应，平衡常数数值应随温度升高变小（2分）

（2）减小（1分）

升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果是温度升高，CO的转化率降低（2分）

p3>p2>p1 （2分）

相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，有利于CO的转化率升高（2分）

【解析】（1）反应①为放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，曲线a正确。（2）见答案。