2019年教师招聘考试：化学反应原理（二）

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2019年教师招聘考试：化学反应原理（二）

来源：招教网时间：2019-01-24 17:04:27责任编辑：jiameng

关键词：全国招教

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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)+H2(g) ⇌CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+H2(g)⇌CH3OH（g）+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g) △H3

回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
由此计算△H1=________kJ.mol-1，已知△H2=-58kJ.mol-1，则△H3=________kJ.mol-1
（2）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________。

（3）合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率（a）与温度和压强的关系如图2所示。a（CO）值随温度升高而________（填“增大”或“减小”），其原因是________。
【答案】
（1）-99；+41
（2）

；a；反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变小；
（3）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
试题解析：
（1）由焓变的概念知，△H1=436×2+1076-413×3-465-343=-99kJ.mol-1；由盖斯定律，△H3=△H2-△H1=-58+99=+41kJ.mol-1
（2）由平衡常数的概念，反应①的化学平衡常数

；因反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变小，故a曲线能正确反映平衡常数K随温度变化关系。
（3）因反应①为放热反应，升高温度时，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的转化率减小；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，即图2中的压强由大到小为P3＞P2＞P1。
【考点】化学平衡；化学反应热的计算：根据键能计算