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甲醇是重要的化工原料,又可稱為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的主反應如下:
①CO(g)+2H(g?CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g?CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g?CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列問題:
(1)已知反應①中的相關的化學鍵鍵能數據如下:
化學鍵 H-H C-O C
O
H-O C-H
E/(kJ.jye.ai-1 436 343 1076 465 413
由此計算△H1=
-99
-99
kJ?mol-1,已知△H2=-58kJ?mol-1,則△H3=
+41
+41
kJ?mol-1
(2)反應①的化學平衡常數K的表達式為
K=
c
C
H
3
OH
c
CO
?
c
2
H
2
K=
c
C
H
3
OH
c
CO
?
c
2
H
2
;圖1中能正確反映平衡常數K隨溫度變化關系的曲線為
a
a
(填曲線標記字母),其判斷理由是
反應①正反應為放熱反應,平衡常數隨溫度升高而減小
反應①正反應為放熱反應,平衡常數隨溫度升高而減小


(3)合成氣的組成
n
H
2
n
CO
+
CO
2
=2.6時,體系中的CO平衡轉化率(α)與溫度和壓強的關系如圖2所示。α(CO)值隨溫度升高而
減小
減小
(填“增大”或“減小”),其原因是
反應①正反應為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,平衡體系中CO的量增大,反應③為吸熱反應,升高溫度,平衡向正反應方向移動,又使平衡體系中CO的增大,總結果,隨溫度升高,CO的轉化率減小
反應①正反應為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,平衡體系中CO的量增大,反應③為吸熱反應,升高溫度,平衡向正反應方向移動,又使平衡體系中CO的增大,總結果,隨溫度升高,CO的轉化率減小
。圖2中的壓強由大到小為
P3>P2>P1
P3>P2>P1
,其判斷理由是
相同溫度下,由于反應①為氣體分子數減小的反應,加壓有利于提升CO的轉化率;而反應③為氣體分子數不變的反應,產生CO的量不受壓強影響,故增大壓強時,有利于CO的轉化率升高
相同溫度下,由于反應①為氣體分子數減小的反應,加壓有利于提升CO的轉化率;而反應③為氣體分子數不變的反應,產生CO的量不受壓強影響,故增大壓強時,有利于CO的轉化率升高
。

【答案】-99;+41;K=
c
C
H
3
OH
c
CO
?
c
2
H
2
;a;反應①正反應為放熱反應,平衡常數隨溫度升高而減小;減小;反應①正反應為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,平衡體系中CO的量增大,反應③為吸熱反應,升高溫度,平衡向正反應方向移動,又使平衡體系中CO的增大,總結果,隨溫度升高,CO的轉化率減??;P3>P2>P1;相同溫度下,由于反應①為氣體分子數減小的反應,加壓有利于提升CO的轉化率;而反應③為氣體分子數不變的反應,產生CO的量不受壓強影響,故增大壓強時,有利于CO的轉化率升高
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/5/23 20:38:36組卷:14引用:2難度:0.6
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    發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:0難度:0.9
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