Question

一定条件下，由CO₂和H₂制备甲醇的过程中含有下列反应：

反应1:CO₂(g)＋H₂(g)CO(g)＋H₂O(g)      ΔH₁

反应2:CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)         ΔH₂

反应3:CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)  ΔH₃

其对应的平衡常数分别为K₁、K₂、K₃，它们随温度变化的曲线如图l所示。反应1、3的活化能如图2所示。

（1）则ΔH₂________ΔH₃(填“大于”、“小于”或“等于”)，理由是________。

（2）反应1中ΔS₁______0(填＞、＝或＜＝)，指出有利于自发进行的温度条件____(填“较高温度”或：“较低温度”)

（3）将体积比为1:1的H₂和CO₂充入容积可变密闭容器内，若只进行反应1，下列措施中能使平衡时增大的是____________­­­­(填序号)

A．升高温度B．增大压强C．充入一定量的CO₂   D．再加入一定量铁粉

（4）为了提高CO₂和H₂制备甲醇生产效率和产量；工业生产中通常采取的措施是____________

（5）在温度为300℃时，使－定量合适体积比为的H₂和CO₂在体积恒定的密闭容器内进行反应。该温度下反应2进行程度很小可看成不进行，请在图3中画出CO、CH₃OH浓度随时间变化至平衡的定性曲线图。

Answer

（1）小于；曲图l可知，随着温度升高，K1增大，则ΔH1＞0，根据盖斯定律得ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，所以ΔH2＜ΔH3

（2）＞；较高温度

（3）A

（4）使用催化剂、高压、将产物液化分离、原料气循环利用(答出2点即可)

（5）

【解析】

试题分析：（1）由图l可知，随着温度升高，K1增大，则反应1:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H1＞0，反应3由反应1+2所得，根据盖斯定律：△H3=△H1+△H2，所以△H2＜△H3，故答案为：小于；曲图l可知，随着温度升高，K1增大，则△H1＞0，根据盖斯定律又得△H3=△H1+△H2，所以△H2＜△H3；

（2）根据ΔG=ΔH–TΔS，ΔH＞0，该反应能够发生，则，ΔS＞0，否则不能发生，要使得反应自发，须ΔG＜0，因此T需较高温度，故答案为：＞；较高温度；

（3）A．升高温度，平衡正向移动，增大，正确；B．增大压强，平衡不移动，不变，错误；C．充入一定量的CO2，但温度不变，=K，不变，错误；D．再加入一定量铁粉，平衡不移动，不变，错误；故选A。

（4）为了提高CO2和H2制备甲醇生产效率和产量；工业生产中通常采取的措施有使用催化剂、高压、将产物液化分离、原料气循环利用等方法，故答案为：使用催化剂、高压、将产物液化分离、原料气循环利用等；

（5）在温度为300℃时，使－定量合适体积比为的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应。该温度下反应2进行程度很小可看成不进行，随着反应的进行，反应1中，CO的浓度逐渐增大，反应3中CH3OH的浓度逐渐增大，反应1为吸热反应，反应3为放热反应，反应进行到一定程度，反应3 逆向移动，CH3OH的浓度逐渐减小，最后达到平衡，CO、CH3OH浓度随时间变化至平衡的定性曲线图为：，故答案为：。

考点：考查了盖斯定律的应用、化学平衡移动原理等的相关知识。