Question

【题目】碳、及其化合物在生产中有重要应用。

（1）设反应 ① Fe(s) + CO2(g)FeO(s) + CO(g) ⊿H = Q1 平衡常数为K1

② Fe(s) + H2O(g)FeO(s) + H2(g) ⊿H = Q2 平衡常数为K2

不同温度下，K1、K2的值如下表

T/K	K1	K2
973	1.47	2.38
1173	2.15	1.67

现有反应 ③ H2(g) + CO2(g)CO(g) + H2O(g) ⊿H = Q3，结合上表数据，根据反应①、②推导出Q1、Q2、Q3的关系式Q3=_____________，反应③是________（填“放”或“吸”）热反应。

（2）已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) ⊿H <0

①图l、图2分别是CO2的平衡转化率随压强及温度的变化关系，已知m为起始时的投料比，即m=n(H2)/n(CO2)，图l中投料比相同，温度从高到低的顺序为________，图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为_____________。

②图3表示在总压为5MPa的恒压条件下，且m=3时，平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。则曲线d代表的物质为________（填化学式），T4温度时，该反应的平衡常数Kp=________。（提示：用平衡分压代替平衡浓度来计算，某组分平衡分压=总压×该组分的物质的量分数，结果保留小数点后三位）

Answer 1

【答案】 Q3 = Q1-Q2 吸热 T3>T2>T1 m1>m2>m3 C2H5OH 0.250

【解析】试题分析：（1）根据盖斯定律计算Q3；K1= ，K2=；K3= ，分别计算973K、1173K时K3的平衡常数，根据平衡常数变化判断吸放热；（2）①正反应放热，温度越高CO2的平衡转化率越小；增大n(H2)，平衡正向移动，CO2的平衡转化率越大；②升高温度平衡逆向移动，CO2、H2含量增大、C2H5OH、H2O减小，乙醇的含量是水蒸气的 倍；根据K= 计算；

解析：（1）①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) △H=Q1；

②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) △H=Q2；根据盖斯定律①-②得H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) △H=Q3= Q1-Q2；K1= ，K2=；K3= ，所以973K时K3=0.62、1173K时K3=1.29，升高温度平衡常数增大，所以正反应吸热；（2）①正反应放热，温度越高CO2的平衡转化率越小，所以温度从高到低的顺序为T3>T2>T1；增大n(H2)，平衡正向移动，CO2的平衡转化率越大，所以m1、m2、m3从大到小的顺序为m1>m2>m3；②升高温度平衡逆向移动，CO2、H2含量增大、C2H5OH、H2O减小，乙醇的含量是水蒸气的 倍，所以曲线d代表的物质为C2H5OH；Kp ；