Question

【題目】甲醇是重要的化工原料，又可稱(chēng)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）+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(wèn)題：

（1）反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為___；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___（填曲線標(biāo)記字母），其判斷理由是___。

（2）合成氣的組成＝2.60時(shí)，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)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(qiáng)由大到小為___，其判斷理由是___。

Answer 1

【答案】K= a 反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)應(yīng)隨溫度升高變小 減小 升高溫度時(shí)，反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，平衡向向左移動(dòng)，使得體系中CO的量增大；反應(yīng)③為吸熱反應(yīng)，平衡向右移動(dòng)，又產(chǎn)生CO的量增大；總結(jié)果，隨溫度升高，使CO的轉(zhuǎn)化率降低 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(qiáng)影響，故增大壓強(qiáng)時(shí)，有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高

【解析】

（1）平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值；反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，溫度升高，K值減小；

（2）由圖象可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，根據(jù)升高溫度對(duì)反應(yīng)①和③的影響進(jìn)行分析；相同溫度下，反應(yīng)③為等體積反應(yīng)，壓強(qiáng)改變不影響平衡的移動(dòng)，反應(yīng)①正向?yàn)轶w積縮小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大，據(jù)此進(jìn)行分析判斷。

（1）反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K=；反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，溫度升高，K值減小，因此能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為a；

（2）由圖象可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，體系中CO的量爭(zhēng)奪，反應(yīng)③為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，CO的量增多，因此隨著溫度的升高，CO的轉(zhuǎn)化率減小；相同溫度下，反應(yīng)③為等體積反應(yīng)，壓強(qiáng)改變不影響平衡的移動(dòng)，反應(yīng)①正向?yàn)轶w積縮小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大，因此增大壓強(qiáng)有利于CO的轉(zhuǎn)化率的升高，所以壓強(qiáng)的大小關(guān)系為：P3＞P2＞P1。