Question

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：

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

（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：

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），其判断理由是 。

（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”），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）—99；＋41  （2）；a；反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变

小；

（3）减小；升高温度时，反应①为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低；P₃＞P₂＞P₁；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

的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高，所以图2中的压强由大到小为P₃＞P₂＞P₁。

考点：考查反应热计算、盖斯定律应用以及外界条件对平衡状态的影响