Question

【题目】目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如下表所示：

化学反应	焓变	平衡常数	温度/℃
			500	700	800
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)	ΔH1	K1	2.5	0.34	0.15
②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)	ΔH2	K2	1.0	1.70	2.52
③CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)	ΔH3	K3

请回答下列问题：

(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)；根据反应③判断ΔS___0(填“>”、“＝”或“<”)，在______(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。

(3)500℃时，测得反应③在某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1mol/L、0.8mol/L、0.3mo/L、0.15mol/L，则此时v正________v逆(填“>”、“＝”或“<”)。

Answer 1

【答案】 吸热 K1×K2 ＜ 较低 ＞

【解析】（1）由表中数据可得，反应②，温度升高，平衡常数增大，所以该反应是吸热反应。

（2）根据盖斯定律，反应①+②得到反应③，所以平衡常数K3=K1×K2；反应③是气体分子数减小的反应，故ΔS<0；500°C时，K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5，800°C时，K3=K1×K2=0.15×2.52=0.378，所以反应③随温度升高，平衡常数减小，是放热反应，ΔH＜0，根据自发进行的条件△H-T△S＜0，在较低温度下有利于该反应自发进行。

（3）500°C时，K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5，由题意Q==≈0.88<2．5，此时反应正向进行，v正>v逆。