Question

【题目】甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。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）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

化学键	H－H	C－O	C O	H－O	C－H
E/（kJ.mol-1）	436	343	1076	465	413

由此计算△H1=_____kJ·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”）。图2中的压强由大到小为___________________。

Answer 1

【答案】 -99 +41 减小

【解析】(1)、反应热=反应物总键能生成物总键能，故△H1=1076kJ.mol1+2×436kJ.mol1(3×413+343+465)kJ.mol1=99kJ.mol1；

根据盖斯定律：②①=③，故△H3=△H2△H1=58kJ.mol1(99kJ.mol1)=+41kJ.mol1，

故答案为：99；+41；

(2)、反应①为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，根据平衡常数的定义，则平衡常数为，故答案为： ；

根据（1）中的计算可知，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，故曲线a正确反映平衡常数K随温度变化关系，

故答案为： ； 。

(3)、由图可知，压强一定时，随温度的升高，CO的转化率减小，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，平衡体系中CO的量增大，反应③为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中CO的增大，总结果，随温度升高，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①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：P3>P2>P1，

故答案为：减小；P3>P2>P1。