Question

【題目】由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用，引起了各國(guó)的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，圖1表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量(單位為kJ·mol—1)的變化。

（1）寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式__________________________。

（2）關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中，正確的是___________。

A．△H>0，△S>0 B．△H>0，△S<0

C．△H<0，△S<0 D．△H<0，△S>0

（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為：________________。

（4）溫度降低，平衡常數(shù)K____________（填“增大”、 “不變”或“減小”）。

（5）為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為1 L的密閉容器中，充入1 molCO2和3 molH2，測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖2所示。從反應(yīng)開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v (H2)=______________________。

（6）下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的有____________。

A．升高溫度 B．加入催化劑

C．將H2O(g)從體系中分離 D．充入He(g)，使體系總壓強(qiáng)增大

Answer 1

【答案】CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H＝－（n-m）kJmol1Cc(CH3OH)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2)3增大0.225mol/（L.min）C

【解析】分析：(1).根據(jù)熱化學(xué)方程式的含義及圖1回答；（2）生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量為放熱反應(yīng)；氣體物質(zhì)的量越少熵值越�。唬�3）升高溫度，吸熱反應(yīng)K增大，放熱反應(yīng)K減小；（4）根據(jù)平衡常數(shù)定義回答；（5）反應(yīng)速率v=；（6）根據(jù)平衡移動(dòng)原理解答。

(1).焓變大于生成物的總能量減去生成物的總能量，根據(jù)圖示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H＝－（n-m）kJmol1；（2）根據(jù)圖示生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量，所以△H<0，該反應(yīng)氣體物質(zhì)的量減少，屬于熵減反應(yīng)，△S<0；（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為c(CH3OH)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2)3 ；（4）CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡正向移動(dòng)，平衡常數(shù)K增大；（5）從反應(yīng)開始到平衡，CO2的平均速率v（CO2）= ==0.075mol/（Lmin），根據(jù)速率比等于系數(shù)比，v (H2)= 0.025mol/（L.min）；（6）△H<0，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，n(CH3OH)/n(CO2)減小，A錯(cuò)誤；加入催化劑平衡不移動(dòng)，n(CH3OH)/n(CO2)不變，B錯(cuò)誤；將H2O(g)從體系中分離，平衡正向移動(dòng)，n(CH3OH)/n(CO2)增大，C正確；恒容充入He(g)，平衡不移動(dòng)，n(CH3OH)/n(CO2)不變，D錯(cuò)誤。