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甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。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)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:(其中CO中的碳氧键为C
O)
化学键 H-H C-O C
O
H-O C-H
E/(kJ•mol-1 436 343 1076 465 413
由此计算△H1=
-99
-99
kJ•mol-1已知△H2=-58kJ•mol-1,由此计算,△H3=
+41
+41
kJ•mol-1
(2)图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为
a
a
(填曲线标记字母),其判断理由是
反应①为放热反应,平衡常数应随温度升高变小
反应①为放热反应,平衡常数应随温度升高变小


(3)合成气的组成
n
H
2
n
CO
+
C
O
2
=2.60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。α(CO)值随温度升高而
减小
减小
(填“增大”或“减小”),其原因是
升高温度时,反应①为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低
升高温度时,反应①为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低
。图2中的压强由大到小为
p3>p2>p1
p3>p2>p1
,其判断理由是
相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响,故增大压强时,有利于CO的转化率升高
相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响,故增大压强时,有利于CO的转化率升高

【答案】-99;+41;a;反应①为放热反应,平衡常数应随温度升高变小;减小;升高温度时,反应①为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低;p3>p2>p1;相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响,故增大压强时,有利于CO的转化率升高
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:144引用:5难度:0.5
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