Question

【题目】甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：

①CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） △H1

②CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） △H2

③CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） △H3

回答下列问题：

（1）反应①的化学平衡常数K的表达式为___；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）合成气的组成＝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___。

Answer 1

【答案】K= a 反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变小 减小 升高温度时，反应①为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低 P3＞P2＞P1 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

【解析】

（1）平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值；反应①为放热反应，温度升高，K值减小；

（2）由图象可知，压强一定时，温度越高，CO的转化率降低，根据升高温度对反应①和③的影响进行分析；相同温度下，反应③为等体积反应，压强改变不影响平衡的移动，反应①正向为体积缩小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO转化率增大，据此进行分析判断。

（1）反应①的化学平衡常数K=；反应①为放热反应，温度升高，K值减小，因此能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为a；

（2）由图象可知，压强一定时，温度越高，CO的转化率降低，反应①为放热反应，升高温度平衡逆向移动，体系中CO的量争夺，反应③为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO的量增多，因此随着温度的升高，CO的转化率减小；相同温度下，反应③为等体积反应，压强改变不影响平衡的移动，反应①正向为体积缩小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO转化率增大，因此增大压强有利于CO的转化率的升高，所以压强的大小关系为：P3＞P2＞P1。