Question

8．甲醇是重要的化工原料，又可作為燃料．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）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H₁
②CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
③CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g）△H₃
回答下列問題：
（1）已知

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

則△H₁=-99kJ．mol^-1
（2）圖1中能正確表現(xiàn)反應①的平衡常數(shù)K隨溫度變化關系的曲線為a（填曲線標記字母），判斷理由是反應①正反應為放熱反應，平衡常數(shù)隨溫度升高而減�。�

（3）合成氣的組成n（H₂）/n（CO+CO₂）=2.60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�。ㄌ睢霸龃蟆被颉皽p小”）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�。�．圖2中的壓強由大到小為P₁＞P₂＞P₃，判斷理由是相同溫度下，反應③前后氣體分子數(shù)不變，壓強改變不影響其平衡移動，反應①正反應為氣體分子數(shù)減小的反應，增大壓強，有利于平衡向正反應方向移動，CO的轉化率增大，故增大壓強有利于CO的轉化率升高．．

Answer 1

分析 （1）反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能；
（2）化學平衡常數(shù)只受溫度影響，根據(jù)溫度對平衡移動的影響，進而判斷溫度對平衡常數(shù)影響；
（3）由圖可知，壓強一定時，隨溫度的升高，CO的轉化率降低，根據(jù)升高溫度對反應①、③的影響，進行分析CO轉化率變化原因；
相同溫度下，反應③前后氣體分子數(shù)不變，壓強改變不影響其平衡移動，反應①正反應為氣體分子式減小的反應，增大壓強，有利于平衡向正反應方向移動，CO的轉化率增大．

解答 解：（1）反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能，故△H₁=1076kJ．mol^-1+2×436kJ．mol^-1-（3×413+343+465）kJ．mol^-1=-99kJ．mol^-1，故答案為：-99；
（2）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，平衡常數(shù)減小，曲線a正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關系，
故答案為：a；反應①正反應為放熱反應，平衡常數(shù)隨溫度升高而減��；
（3）由圖可知，壓強一定時，隨溫度的升高，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�。�
相同溫度下，反應③前后氣體分子數(shù)不變，壓強改變不影響其平衡移動，反應①正反應為氣體分子數(shù)減小的反應，增大壓強，有利于平衡向正反應方向移動，CO的轉化率增大，故增大壓強有利于CO的轉化率升高，故壓強：P₁＞P₂＞P₃，
故答案為：減��；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�。�
P₁＞P₂＞P₃；相同溫度下，反應③前后氣體分子數(shù)不變，壓強改變不影響其平衡移動，反應①正反應為氣體分子數(shù)減小的反應，增大壓強，有利于平衡向正反應方向移動，CO的轉化率增大，故增大壓強有利于CO的轉化率升高．

點評 本題考查反應熱有關計算、平衡常數(shù)及其影響因素、化學平衡的影響因素、化學平衡圖象綜合應用等，側重考查學生分析計算能力，需要學生具備扎實的基礎，難度中等．