Question

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO（g）+2H2（g

甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．（1）该反应的平衡常数表达式为 K=c(CH3OH)c(CO)?c2(H2)c(CH3OH)c(CO)?c2(H2)．（2）如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线．①该反应的焓变△H______0（填“＞”、“＜”或“=”）．②若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是______．A．升高温度B．将CH3OH（g）从体系中分离C．使用合适的催化剂D．充入He，使体系总压强增大（3）已知在常温常压下：①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ?mol-1②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-b kJ?mol-1③H2O（g）=H2O（l）△H=-c kJ?mol-1则CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=b?a?4c2b?a?4c2 kJ?mol-1．

Answer 1

（1）可逆反应：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的平衡常数k=

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

，故答案为：

c(CH3OH)

c(CO)?c2(H2)

；
（2）①由图1可知，T₂先达到平衡，温度T₁＜T₂，平衡时，温度越高CO的转化率越小，说明升高温度，平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故该反应正反应为放热反应，则△H＜0，故答案为：＜；
②增加甲醇产率，即化学平衡正向移动，则：
A．该反应为放热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，甲醇产率降低，故A不符合；
B．将CH₃OH（g）从体系中分离，平衡正向移动，可提高甲醇的产率，故B符合；
C．使用合适的催化剂，对化学平衡移动无影响，不能提高甲醇产率，故C不符合；
D．充入He，使体系总压强增大，反应体系中物质的浓度不变，平衡不移动，不能提高产率，故D不符合；
故答案为：B；
（3）①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-a kJ?mol^-1，
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-b kJ?mol^-1，
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-c kJ?mol^-1，
根据盖斯定律可知，则

①?②+③×4

2

可得CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l），则△H=

(?a)?(?b)+(?c)×4

2

kJ/mol=

b?a?4c

2

kJ/mol，
故答案为：

b?a?4c

2

．