【题目】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:
i.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1
ii.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2
iii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题:
化学键 | H-H | C-O | CO | H-O | C-H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
(1)已知反应ii中的相关的化学键键能(“CO”表示CO的化学键)数据见表:由此计算△H2=___kJ·mol-1。
(2)反应i、ii、iii对应的平衡常数K1、K2、K3之间的关系式为___。
(3)一定条件下,在2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和2molH2发生反应i。图1是反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线。
①当温度为500K时,该反应10min达到平衡。0~10min时间内用CH3OH表示该反应的化学反应速率为___。
②若改充入1molCO2和3mol H2,则图1中的曲线会___(填“上移”或“下移”)。
(4)某温度下在容积为2L的密闭容器中充入1molCO和2molH2合成甲醇,发生反应ii,各组分物质的量随时间的变化情况如图2所示。
①5min至10min时速率变化的原因可能是___;
②若该反应在恒温恒压下进行,能说明该反应达到平衡状态的是___;
A.单位时间内消耗CO的浓度与生成CH3OH的浓度相等
B.混合气体的密度不变
C.CO和H2的体积分数之比不变
D.混合气体的平均相对分子质量不变
③15min时,增加反应体系中CO的物质的量(其他条件不变),至20min时反应重新达到平衡;则新加入的CO的物质的量为___mol(保留两位有效数字)。