Question

12．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）在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：
Ⅰ．CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁
Ⅱ．CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
Ⅲ．CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₃
回答下列問(wèn)題：
（1）已知反應(yīng)Ⅰ中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵	H-H	C-O	C≡O(shè)	H-O	C-H
E/（kJ•mol-1）	436	343	1 076	465	413

由此計(jì)算△H₁=-99kJ•mol^-1；已知△H₂=-58kJ•mol^-1，則△H₃=+41kJ•mol^-1．
（2）反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡常數(shù)K表達(dá)式為$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$；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（填曲線標(biāo)記字母），其判斷理由是反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)隨溫度升高而減小．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能；根據(jù)蓋斯定律：反應(yīng)Ⅱ-反應(yīng)Ⅰ=反應(yīng)Ⅲ，反應(yīng)熱也進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)指可逆反應(yīng)得到平衡時(shí)，各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值．

解答 解：（1）反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，故△H₁=1076kJ．mol^-1+2×436kJ．mol^-1-（3×413+343+465）kJ．mol^-1=-99kJ．mol^-1；
根據(jù)蓋斯定律：反應(yīng)Ⅱ-反應(yīng)Ⅰ=反應(yīng)Ⅲ，故△H₃=△H₂-△H₁=-58kJ．mol^-1-（-99kJ．mol^-1）=+41kJ．mol^-1，
故答案為：-99；+41；
（2）反應(yīng)①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$；
反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，曲線a正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系，
故答案為：$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$；a；反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)隨溫度升高而減�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱有關(guān)計(jì)算、平衡常數(shù)及其影響因素等，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．