Question

8．甲醇是重要的化工原料，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

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

则△H₁=-99kJ．mol^-1
（2）图1中能正确表现反应①的平衡常数K随温度变化关系的曲线为a（填曲线标记字母），判断理由是反应①正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小．

（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）值随温度升高而减小（填“增大”或“减小”）原因是反应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．．图2中的压强由大到小为P₁＞P₂＞P₃，判断理由是相同温度下，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．．

Answer 1

分析 （1）反应热=反应物总键能-生成物总键能；
（2）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影响；
（3）由图可知，压强一定时，随温度的升高，CO的转化率降低，根据升高温度对反应①、③的影响，进行分析CO转化率变化原因；
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正反应为气体分子式减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大．

解答 解：（1）反应热=反应物总键能-生成物总键能，故△H₁=1076kJ．mol^-1+2×436kJ．mol^-1-（3×413+343+465）kJ．mol^-1=-99kJ．mol^-1，故答案为：-99；
（2）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；反应①正反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小；
（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：P₁＞P₂＞P₃，
故答案为：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；
P₁＞P₂＞P₃；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．

点评 本题考查反应热有关计算、平衡常数及其影响因素、化学平衡的影响因素、化学平衡图象综合应用等，侧重考查学生分析计算能力，需要学生具备扎实的基础，难度中等．