题目内容
【题目】已知利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1<0
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2<0
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3>0
回答下列问题:
(1)反应①的化学平衡常数K表达式为___________________;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_______(填曲线标记字母),其判断理由是______________________。
(2)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而___________(填“增大”或“减小”),其原因是___________________;图2中的压强由大到小为_________________________,其判断理由是________________________。
【答案】(1)K=(或Kp=
(2分) a(1分)
反应①为放热反应,平衡常数数值应随温度升高变小(2分)
(2)减小(1分)
升高温度时,反应①为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应③为吸热反应,平衡向右移动,又使产生CO的量增大;总结果是温度升高,CO的转化率降低(2分)
p3>p2>p1 (2分)
相同温度下,由于反应①为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应③为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响。故增大压强时,有利于CO的转化率升高(2分)
【解析】(1)反应①为放热反应,则升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,曲线a正确。(2)见答案。