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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(yīng)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(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)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(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)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(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為
a
a
(填曲線標記字母),其判斷理由是
反應(yīng)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)隨溫度升高而減小
反應(yīng)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)隨溫度升高而減小

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(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(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強的關(guān)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(yīng)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,平衡體系中CO的量增大,反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,又使平衡體系中CO的增大,總結(jié)果,隨溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率減小
反應(yīng)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,平衡體系中CO的量增大,反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,又使平衡體系中CO的增大,總結(jié)果,隨溫度升高,CO的轉(zhuǎn)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(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強影響,故增大壓強時,有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高
相同溫度下,由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強影響,故增大壓強時,有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高
。

【答案】-99;+41;K=
c
C
H
3
OH
c
CO
?
c
2
H
2
;a;反應(yīng)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)隨溫度升高而減?。粶p??;反應(yīng)①正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,平衡體系中CO的量增大,反應(yīng)③為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,又使平衡體系中CO的增大,總結(jié)果,隨溫度升高,CO的轉(zhuǎn)化率減小;P3>P2>P1;相同溫度下,由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率;而反應(yīng)③為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),產(chǎn)生CO的量不受壓強影響,故增大壓強時,有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/5/23 20:38:36組卷:13引用:2難度:0.6
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