Question

【題目】已知利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑作用下合成甲醇的主要反應如下：

①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1＜0

②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2＜0

③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3＞0

回答下列問題：

（1）反應①的化學平衡常數K表達式為___________________；圖1中能正確反映平衡常數K隨溫度變化關系的曲線為_______（填曲線標記字母），其判斷理由是______________________。

（2）合成氣組成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___________（填“增大”或“減小”），其原因是___________________；圖2中的壓強由大到小為_________________________，其判斷理由是________________________。

Answer 1

【答案】（1）K=(或Kp=（2分） a（1分）

反應①為放熱反應，平衡常數數值應隨溫度升高變小（2分）

（2）減小（1分）

升高溫度時，反應①為放熱反應，平衡向左移動，使得體系中CO的量增大；反應③為吸熱反應，平衡向右移動，又使產生CO的量增大；總結果是溫度升高，CO的轉化率降低（2分）

p3>p2>p1 （2分）

相同溫度下，由于反應①為氣體分子數減小的反應，加壓有利于提升CO的轉化率；而反應③為氣體分子數不變的反應，產生CO的量不受壓強影響。故增大壓強時，有利于CO的轉化率升高（2分）

【解析】（1）反應①為放熱反應，則升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數減小，曲線a正確。（2）見答案。