Question

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

化學(xué)反應(yīng)	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(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)反應(yīng)①是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

(2)上述三個(gè)反應(yīng)中ΔH1、ΔH2、ΔH3的關(guān)系式為_(kāi)___________。

(3)判斷反應(yīng)③的ΔH－ΔS________0。

(4) 反應(yīng)③是在恒容密閉等溫條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，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(yīng)再一次達(dá)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(xiě)序號(hào))。

a．升高溫度　　　　　　　　　　　　 b．充入He(g)，使體系壓強(qiáng)增大

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

(6) 500 ℃，反應(yīng)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_(kāi)_______。

Answer 1

解析：(1)溫度越高，平衡常數(shù)越小，說(shuō)明平衡左移，則反應(yīng)①是放熱反應(yīng)。(2)由蓋斯定律推導(dǎo)。(3)反應(yīng)③是氣體體積減少的反應(yīng)，是一個(gè)熵減反應(yīng)。(4)若是恒容密閉容器、反應(yīng)后整個(gè)體系的壓強(qiáng)比之前來(lái)說(shuō)減小了，  加入氫氣雖然正向移動(dòng)，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(dá)到平衡時(shí)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(dòng)只能減弱其變化趨勢(shì)，所以加入CH3OH，平衡雖然逆向移動(dòng)，但只是減弱了甲醇的增大趨勢(shì)，最后還是增大了。(6)500 ℃，反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，ΔH3＝－a kJ/mol，表示1 mol CO2、3 mol H2完全反應(yīng)時(shí)放出的熱量是a kJ，實(shí)際情況是平衡后熱量變化為Q1 kJ，也就是反應(yīng)進(jìn)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)