Question

由化學工業(yè)出版社2013年出版的《甲醇工藝學》介紹，工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

化學反應	平衡常數(shù)	溫度 ℃
500	700	800
①2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)　ΔH1 ②H2(g)＋CO2(g) H2O(g)＋CO(g)　ΔH2 ③3H2(g)＋CO2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3	K1K2 K3	2.51.0	0.341.70	0.152.52

請回答下列問題：

(1)反應①是________(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(2)上述三個反應中ΔH1、ΔH2、ΔH3的關(guān)系式為____________。

(3)判斷反應③的ΔH－ΔS________0。

(4) 反應③是在恒容密閉等溫條件下，當反應達到平衡時，H2的物質(zhì)的量濃度為c1，然后向容器中再加入一定量的H2，待反應再一次達到平衡后，H2的物質(zhì)的量濃度為c2。則是c1________c2的關(guān)系。(填＞、＜、＝)。

(5)CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝－a kJ/mol。下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是________(填寫序號)。

a．升高溫度　　　　　　　　　　　　 b．充入He(g)，使體系壓強增大

c．將H2O(g)從體系中分離             d．再充入1 mol CH3OH(g)

(6) 500 ℃，反應CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，ΔH3＝－a kJ/mol。在1 L密閉容器中充入1 mol CO2、3 mol H2，平衡后熱量變化為Q kJ，CO2的轉(zhuǎn)化率為________。

Answer 1

解析：(1)溫度越高，平衡常數(shù)越小，說明平衡左移，則反應①是放熱反應。(2)由蓋斯定律推導。(3)反應③是氣體體積減少的反應，是一個熵減反應。(4)若是恒容密閉容器、反應后整個體系的壓強比之前來說減小了，  加入氫氣雖然正向移動，但是CO2(g)濃度較小、CH3OH(g) 濃度增大、H2O(g)濃度增大，且平衡常數(shù)不變達到平衡時H2的物質(zhì)的量濃度一定增大，故c1＜c2 Q1/a。(5)根據(jù)勒夏特列原理，平衡移動只能減弱其變化趨勢，所以加入CH3OH，平衡雖然逆向移動，但只是減弱了甲醇的增大趨勢，最后還是增大了。(6)500 ℃，反應CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，ΔH3＝－a kJ/mol，表示1 mol CO2、3 mol H2完全反應時放出的熱量是a kJ，實際情況是平衡后熱量變化為Q1 kJ，也就是反應進行到Q/a程度。

答案：(1)放熱(2分)　(2)ΔH1＝ΔH3－ΔH2(3分)　(3)＜(2分)　(4)＜(2分)　(5)cd(3分)　(6)Q/a(3分)