Question

9．甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气（主要成分CO、CO₂和H₂）在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
（1））CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁
（2）CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H₂
（3）CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g）△H₃
回答下列问题：
（1）已知反应①中相关的化学键键能数据如下：

化学键	H-H	C-O	C═O	H-O	C-H
E/（kJ•mol-1）	436	343	1076	465	413

由此计算△H₁=-99kJ•mol^-1；已知△H₂=-58kJ•mol^-1，则△H₃=+41kJ•mol^-1．
（2）反应①的化学平衡常数K表达式为K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$．

Answer 1

分析 （1）反应热=反应物总键能-生成物总键能；根据盖斯定律：反应②-反应①=反应③，反应热也进行相应的计算；
（2）反应①为CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），结合化学平衡常数的定义解答．

解答 解：（1）反应热=反应物总键能-生成物总键能，故△H₁=1076kJ．mol^-1+2×436kJ．mol^-1-（3×413+343+465）kJ．mol^-1=-99kJ．mol^-1；
根据盖斯定律：反应②-反应①=反应③，故△H₃=△H₂-△H₁=-58kJ．mol^-1-（-99kJ．mol^-1）=+41kJ．mol^-1，
故答案为：-99；+41；
（2）反应①为CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），平衡常数为K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$，故答案为：K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$．

点评 本题考查化学平衡常数以及反应热有关计算，侧重考查学生分析计算能力，需要学生具备扎实的基础，注意把握化学平衡常数，难度中等．