Question

【題目】甲醇是重要的化工原料，又可稱為燃料。利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑的作用下合成甲醇，發生的主反應如下：

①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1

②CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) △H2

③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3

（1）已知反應①中的相關的化學鍵鍵能數據如下：

化學鍵	H—H	C—O	C≡O	H—O	C—H
E/(kJ·mol-1)	436	343	1076	465	413

由此計算△H1=__________kJ·mol-1，已知△H2=-58kJ·mol-1，則△H3=_________kJ·mol-1

（2）反應①的化學平衡常數K的表達式為_______________；③的化學平衡常數K的表達式為_____________；

Answer 1

【答案】-99 +41 K= K=

【解析】

(1)反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能；根據蓋斯定律：反應②-反應①=反應③，反應熱也進行相應的計算；(2)化學平衡常數指可逆反應得到平衡時，各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值；據此分析解答。

(1)反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能，故△H1=1076kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1-(3×413+343+465)kJ·mol-1=-99kJ·mol-1，根據蓋斯定律：反應②-反應①=反應③，故△H3=△H2-△H1=-58kJ·mol-1-(-99kJ·mol-1)=+41kJ·mol-1，故答案為：-99；+41；

(2)反應①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數表達式K=，反應③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的化學平衡常數K=，故答案為： K=；K=。