Question

（14分）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△H₁＝-99kJ·mol^-1 ，△H₃＝+41kJ·mol^-1，则△H₂＝          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）若开始各气体的物质的量一定时，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。则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              ，其判断理由是             。

Answer

（每空2分，共14分）

（1）-58

（2）； a； 反应①为放热反应，温度升高，平衡左移，平衡常数变小；

（3）减小； P3＞P2＞P1；

反应①为气体分子数减小的反应，加压，平衡右移，CO的转化率增大；而反应③为气体分子数不变的反应，加压，平衡不移动，CO的转化率不变，故增大压强，CO的转化率增大。

【解析】

试题分析：

（1）根据盖斯定律：反应②-反应①=反应③，故△H2=△H3+△H1=（+41kJ．mol-1）+（-99kJ．mol-1）=-58kJ．mol-1，

（2）反应①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）的平衡常数表达式K=；

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，

（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，

考点：考查反应热计算、盖斯定律应用、平衡常数以及外界条件对平衡状态的影响等