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甲醇是重要的化工原料,又可作為燃料。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:(其中CO中的碳氧鍵為C
O)
化學(xué)鍵 H-H C-O C
O
H-O C-H
E/(kJ?mol-1 436 343 1076 465 413
由此計算△H1=
-99
-99
kJ?mol-1已知△H2=-58kJ?mol-1,由此計算,△H3=
+41
+41
kJ?mol-1。
(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為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)應(yīng)隨溫度升高變小
反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)應(yīng)隨溫度升高變小
。
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(3)合成氣的組成
n
H
2
n
CO
+
C
O
2
=2.60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
升高溫度時,反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡向左移動,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,又使產(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
升高溫度時,反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡向左移動,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,又使產(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
。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;a;反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)應(yīng)隨溫度升高變??;減小;升高溫度時,反應(yīng)①為放熱反應(yīng),平衡向左移動,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,又使產(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:2024/4/20 14:35:0組卷:114引用:5難度:0.5
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