Question

（14分）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：

① CO(g) + 2H₂(g)CH₃OH(g)               △H₁

② CO₂(g) + 3H₂(g)CH₃OH（g）+ H₂O(g)     △H₂

③ CO₂(g) + H₂(g)CO(g) + H₂O(g)         △H₃

回答下列问题：

（1）已知

化学键	H-H	C-O	C＝O	H-O	C-H
E/（kJ.mol^-1）	436	343	1076	465	413

则△H₁=         kJ.mol^-1

（2）图1中能正确表现反应①的平衡常数K随温度变化关系的曲线为             （填曲线标记字母），判断理由是                         。

（3）合成气的组成n(H₂)/n(CO+CO₂)=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          （填“增大”或“减小”）原因是                    。

图2中的压强由大到小为             ，判断理由是                          。

Answer

（1）—99 （2）a；反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变小；

（3）减小；升高温度时，反应①为放热反应，平衡向向左移动，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

【解析】

试题分析：（1）反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值，根据表中数据反应CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）的反应热△H1＝1076kJ/mol＋2×436 kJ/mol—3×413 kJ/mol—343 kJ/mol—465 kJ/mol＝—99kJ.mol-1。（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为；根据计算，反应①正方应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，因此反应①的平衡常数K随温度变化关系的曲线为a。（3）反应①为放热反应，升高温度时，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，又产生CO的量增大；最终结果是随温度升高，使CO的转化率降低；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，所以图2中的压强由大到小为P3＞P2＞P1。

【考点定位】考查反应热计算、盖斯定律应用、平衡常数、外界条件对平衡状态的影响

【名师点晴】本题主要考查了反应热计算、盖斯定律，平衡图像、外界条件对化学平衡的影响，考查了学生对知识理解、综合运用能力。首先需要熟练掌握盖斯定律，其次，平时积累起来的计算机巧在反应热的计算中基本适用。注意遵循：质量守恒定律，能量守恒定律和盖斯定律。根据可直接测定的化学反应的反应热间接计算难以直接测定的化学反应的反应热，需要应用盖斯定律来分析问题。解题时，常用已知反应热的热化学方程式相互加合（加、减等数学计算），得到未知反应热的热化学方程式，则相应的反应热做相同的加合即为所求的反应热。