Question

18£®¼×´¼ÊÇÖØÒªµÄ»¯¹¤Ô­ÁÏ£¬ÓÖ¿É×÷ΪȼÁÏ£®ÒÔCO₂ºÍH₂ΪԭÁÏÉú²ú¼×´¼Ê±£¬Í¬Ê±·¢ÉúÏÂÁÐÁ½¸ö·´Ó¦£¬·´Ó¦µÄÈÈ»¯Ñ§·½³ÌʽÈçÏ£º
I£®CO₂£¨g£©+3H₂£¨g£©?CH₃OH£¨g£©+H₂O£¨g£©¡÷H₁=-58.0kJ•mol^-1
II£®CO₂£¨g£©+H₂£¨g£©?CO£¨g£©+H₂O£¨g£©¡÷H₂=+41.0kJ•mol^-1
£¨1£©ÉÏÊöÁ½¸ö·´Ó¦ÖУ¬ÔÚÈÈÁ¦Ñ§ÉÏÇ÷ÊƽϴóµÄÊÇI£¨Ìî·´Ó¦´úºÅ£©£®
£¨2£©Í¼1Öбíʾ·´Ó¦IIƽºâ³£ÊýKËæζȱ仯¹ØϵµÄÇúÏßΪb£¨ÌîÇúÏß±ê¼Ç×Öĸ£©£¬ÆäÅжÏÒÀ¾ÝÊÇ·´Ó¦IIΪÎüÈÈ·´Ó¦£¬Éý¸ßζȣ¬Æ½ºâÏòÓÒÒƶ¯£¬Æ½ºâ³£ÊýÔö´ó£®

£¨3£©COºÍH₂·´Ó¦Ò²¿ÉÉú³ÉÆø̬¼×´¼£®Ïà¹ØµÄ»¯Ñ§¼ü¼üÄÜÊý¾ÝÈçÏ£º

»¯Ñ§¼ü	H-H	C-O	C¡ÔO	H-O	C-H
E/£¨kJ•mol-1£©	436	343	1076	465	x

¢ÙÔòx=413£®
¢ÚCOºÍH₂Éú³É¼×´¼µÄ·´Ó¦£¬Ìåϵ×ÜѹǿΪP MPaºã¶¨£¬ÔÚζÈTʱ£¬Æðʼ$\frac{n£¨CO£©}{n£¨{H}_{2}£©}$=$\frac{1}{2}$£¬Èôµ½´ïƽºâʱ£¬COµÄת»¯ÂÊΪ50%£¬Ôòƽºâ³£ÊýK_p=$\frac{4}{{p}^{2}}$£¨MPa£©^-2£¨ÓÃƽºâ·Öѹ´úÌæƽºâŨ¶È¼ÆË㣬·Öѹ=×Üѹ¡ÁÎïÖʵÄÁ¿·ÖÊý£©£®
£¨4£©Ä³ÊµÑéÊÒ¿ØÖÆCO₂ºÍH₂³õʼͶÁϱÈΪ1£º2.2£®ÔÚÏàͬѹǿÏ£¬·¢ÉúI¡¢IIÁ½¸ö·´Ó¦£¬¾­¹ýÏàͬ·´Ó¦Ê±¼ä²âµÃÈçÏÂʵÑéÊý¾Ý£º

T£¨K£©	´ß»¯¼Á	CO2ת»¯ÂÊ£¨%£©	¼×´¼Ñ¡ÔñÐÔ£¨%£©
543	Cat.1	12.3	42.3
543	Cat.2	10.9	72.7

¡¾±¸×¢¡¿Cat.1£ºCu/ZnOÄÉÃ×°ô£»Cat.2£ºCu/ZnOÄÉÃ×Ƭ£»¼×´¼Ñ¡ÔñÐÔ£º×ª»¯µÄCO₂ÖÐÉú³É¼×´¼µÄ°Ù·Ö±È£®
¢ÙÓÐÀûÓÚÌá¸ßCO₂ת»¯ÎªCH₃OHƽºâת»¯ÂʵĴëÊ©ÓÐD£®
A£®Ê¹Óô߻¯¼ÁCat.1          B£®Ôö´óCO₂ºÍH₂µÄ³õʼͶÁϱÈ
C£®Ê¹Óô߻¯¼ÁCat.2          D£®Í¶ÁϱȲ»±ä£¬Ôö¼Ó·´Ó¦ÎïµÄŨ¶È
¢ÚÔÚͼ2Öзֱ𻭳ö·´Ó¦IÔÚÎÞ´ß»¯¼Á¡¢ÓРCat.1¡¢ÓÐCat.2 ÈýÖÖÇé¿öÏÂÄÜÁ¿Óë·´Ó¦¹ý³Ì±ä»¯¹ØϵµÄÇúÏßͼ£®

Answer 1

·ÖÎö £¨1£©I£®CO₂£¨g£©+3H₂£¨g£©?CH₃OH£¨g£©+H₂O£¨g£©¡÷H₁=-58.0kJ•mol^-1£¬·´Ó¦ÊÇ·ÅÈÈ·´Ó¦£»II£®CO₂£¨g£©+H₂£¨g£©?CO£¨g£©+H₂O£¨g£©¡÷H₂=+41.0kJ•mol^-1ÊÇÎüÈÈ·´Ó¦£»
£¨2£©Î¶ÈÉý¸ßƽºâÏòÎüÈÈ·´Ó¦·½Ïò½øÐУ¬·´Ó¦IIΪÎüÈÈ·´Ó¦£¬ÉýÎÂƽºâÕýÏò½øÐУ¬Æ½ºâ³£ÊýÔö´ó£»
£¨3£©¢Ù½áºÏÈÈ»¯Ñ§·½³Ìʽ¼ÆËãµÃµ½Ò»Ñõ»¯Ì¼ºÍÇâÆø·´Ó¦Éú³É¼×´¼µÄÈÈ»¯Ñ§·½³Ìʽ£¬·´Ó¦ÈÈ=·´Ó¦Îï×ܼüÄÜ-Éú³ÉÎï×ܼüÄÜ£»
¢ÚÔÚζÈTʱ£¬Æðʼ$\frac{n£¨CO£©}{n£¨{H}_{2}£©}$=$\frac{1}{2}$£¬Èôµ½´ïƽºâʱ£¬COµÄת»¯ÂÊΪ50%£¬½áºÏÈýÐмÆËãµÃµ½Æ½ºâÎïÖʵÄÁ¿£¬ÓÃƽºâ·Öѹ´úÌæƽºâŨ¶È¼ÆË㣬·Öѹ=×Üѹ¡ÁÎïÖʵÄÁ¿·ÖÊý£»
£¨4£©¢ÙÓÉCO₂£¨g£©+3H₂£¨g£©?CH₃OH£¨g£©+H₂O£¨g£©¡÷H₁=-53.7kJ•mol^-8 ¿ÉÖªÌá¸ßCO₂ת»¯ÎªCH₃OHƽºâת»¯ÂÊ£¬Ó¦Ê¹Æ½ºâÏòÕýÏòÒƶ¯£¬¿É½µµÍζȣ¬Ôö´óŨ¶È£»
¢Ú¼ÓÈë´ß»¯¼Á£¬¿É½µµÍ·´Ó¦µÄ»î»¯ÄÜ£¬´ß»¯ÄÜÁ¦Ô½Ç¿£¬»î»¯ÄÜÔ½µÍ£¬µ«·´Ó¦ÈȲ»±ä£®

½â´ð ½â£º£¨1£©I£®CO₂£¨g£©+3H₂£¨g£©?CH₃OH£¨g£©+H₂O£¨g£©¡÷H₁=-58.0kJ•mol^-1£¬·´Ó¦ÊÇ·ÅÈÈ·´Ó¦£»II£®CO₂£¨g£©+H₂£¨g£©?CO£¨g£©+H₂O£¨g£©¡÷H₂=+41.0kJ•mol^-1ÊÇÎüÈÈ·´Ó¦£¬·´Ó¦¢ñÔÚ·´Ó¦¹ý³ÌÖзųöÈÈÁ¿£¬·´Ó¦ÌåϵζÈÉý¸ß·´Ó¦ËÙÂÊÔö´ó£¬·´Ó¦¢òÊÇÎüÈÈ·´Ó¦£¬ÔÚ·´Ó¦¹ý³ÌÖÐζȽµµÍ£¬Î¶ȽµµÍ·´Ó¦ËÙÂʼõÂý£¬ËùÒÔÉÏÊöÁ½¸ö·´Ó¦ÖУ¬ÔÚÈÈÁ¦Ñ§ÉÏÇ÷ÊƽϴóµÄÊÇ¢ñ£¬
¹Ê´ð°¸Îª£ºI£»
£¨2£©II£®CO₂£¨g£©+H₂£¨g£©?CO£¨g£©+H₂O£¨g£©¡÷H₂=+41.0kJ•mol^-1ÊÇÎüÈÈ·´Ó¦£¬ÉýÎÂƽºâÕýÏò½øÐУ¬Æ½ºâ³£ÊýÔö´ó£¬Í¼1Öбíʾ·´Ó¦IIƽºâ³£ÊýKËæζȱ仯¹ØϵµÄÇúÏßΪb£¬
¹Ê´ð°¸Îª£ºb£»·´Ó¦IIΪÎüÈÈ·´Ó¦£¬Éý¸ßζȣ¬Æ½ºâÏòÓÒÒƶ¯£¬Æ½ºâ³£ÊýÔö´ó£»
£¨3£©¢ÙI£®CO₂£¨g£©+3H₂£¨g£©?CH₃OH£¨g£©+H₂O£¨g£©¡÷H₁=-58.0kJ•mol^-1
II£®CO₂£¨g£©+H₂£¨g£©?CO£¨g£©+H₂O£¨g£©¡÷H₂=+41.0kJ•mol^-1
¸Ç˹¶¨ÂɼÆËãµÃµ½£º¢ñ-¢òµÃµ½CO£¨g£©+2H₂£¨g£©?CH₃OH£¨g£©¡÷H=-99KJ/mol£¬
·´Ó¦ÈÈ=·´Ó¦Îï×ܼüÄÜ-Éú³ÉÎï×ܼüÄÜ=£¨1076+2¡Á436-3¡Áx-343-465£©KJ/mol=-99KJ/mol£¬
x=431KJ/mol£¬
¹Ê´ð°¸Îª£º413£»
  ¢ÚÔÚζÈTʱ£¬Æðʼ$\frac{n£¨CO£©}{n£¨{H}_{2}£©}$=$\frac{1}{2}$£¬ÉèÎïÖʵÄÁ¿Îª1molºÍ2mol£¬Èôµ½´ïƽºâʱ£¬COµÄת»¯ÂÊΪ50%£¬
                  CO£¨g£©+2H₂£¨g£©?CH₃OH£¨g£©£¬
ÆðʼÁ¿£¨mol£©  1              2             0
±ä»¯Á¿£¨mol£© 0.5           1              0.5
ƽºâÁ¿£¨mol£©0.5            1               0.5
ÆøÌå×ÜÎïÖʵÄÁ¿=0.5mol+1mol+0.5mol=2mol
Kp=$\frac{\frac{0.5}{2}¡ÁpMp}{\frac{0.5}{2}¡ÁpMp¡Á£¨\frac{1}{2}¡ÁpMp£©^{2}}$=$\frac{4}{{p}^{2}}$£¨MPa£©^-2 £¬
¹Ê´ð°¸Îª£º$\frac{4}{{p}^{2}}$£¨MPa£©^-2 £»
£¨4£©¢ÙA£®Ê¹Óô߻¯¼ÁCat.1£¬Æ½ºâ²»Òƶ¯£¬²»ÄÜÌá¸ßת»¯ÂÊ£¬¹ÊA´íÎó£»
B¡¢Ôö´ó CO₂ºÍH₂µÄ³õʼͶÁϱȣ¬¿ÉÔö´óÇâÆøµÄת»¯ÂÊ£¬¶þÑõ»¯Ì¼µÄת»¯ÂʼõС£¬¹ÊB´íÎó£»
C¡¢Ê¹Óô߻¯¼ÁCat.2£¬²»ÄÜÌá¸ßת»¯ÂÊ£¬¹ÊC´íÎó£»
D¡¢Í¶ÁϱȲ»±ä£¬Ôö¼Ó·´Ó¦ÎïµÄŨ¶È£¬ºâÕýÏòÒƶ¯£¬¿ÉÔö´óת»¯ÂÊ£¬¹ÊDÕýÈ·£»
¹Ê´ð°¸Îª£ºD£»
¢Ú´Ó±íÖÐÊý¾Ý·ÖÎö£¬ÔÚ´ß»¯¼ÁCat.2µÄ×÷ÓÃÏ£¬¼×´¼µÄÑ¡ÔñÐÔ¸ü´ó£¬ËµÃ÷´ß»¯¼ÁCat.2¶Ô·´Ó¦¢ñ´ß»¯Ð§¹û¸üºÃ£¬´ß»¯¼ÁÄܽµµÍ·´Ó¦µÄ»î»¯ÄÜ£¬ËµÃ÷ʹÓô߻¯¼ÁCat.2µÄ·´Ó¦¹ý³ÌÖлÄܸüµÍ£¬¹ÊͼΪ£¬
¹Ê´ð°¸Îª£º£®

µãÆÀ ±¾Ì⿼²é½ÏΪ×ۺϣ¬Éæ¼°»¯Ñ§Æ½ºâµÄ¼ÆË㣬ƽºâÒƶ¯ÒÔ¼°ÈÈ»¯Ñ§·½³Ìʽ¡¢µç»¯Ñ§µÈ֪ʶ£¬Îª¸ß¿¼³£¼ûÌâÐÍ£¬²àÖØÓÚѧÉúµÄ·ÖÎöÄÜÁ¦¡¢¼ÆËãÄÜÁ¦µÄ¿¼²é£¬×¢Òâ°ÑÎÕ¸Ç˹¶¨ÂɵÄÓ¦Ó㬵ç½â³ØµÄ¹¤×÷Ô­ÀíµÈ֪ʶ£¬ÌâÄ¿ÄѶÈÖеȣ®