Question

12．為了減少煤燃燒對(duì)大氣造成的污染，煤的氣化和液化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑，而減少CO₂氣體的排放也是人類面臨的重大課題．
（1）①已知C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ•mol^-1
C（s）+2H₂O（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90kJ•mol^-1
則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=+41kJ/mol．
（2）將燃燒廢氣中的CO₂轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為：
2CO₂（g）+6H₂（g）$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）
①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）{c}^{6}（{H}_{2}）}$．
②若溫度不變，減小反應(yīng)投料比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]，則K將不變（填“增大”“減小”或“不變”）．
（3）通過(guò)水煤氣合成二甲醚的熱化學(xué)方程式如下：
3H₂（g）+3CO（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H=-aKJ/mol
該反應(yīng)在一定條件下的密閉容器中可達(dá)到平衡狀態(tài)（曲線1），若在t₀時(shí)刻改變一個(gè)條件，曲線I變?yōu)榍�線Ⅱ，改變的條件是CD．（填字母編號(hào)）
A．升高溫度         B．加入催化劑     C．縮小容器體積  D．增加H₂的濃度     E．分離出二甲醚．

Answer 1

分析 （1）①已知C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ•mol^-1
C（s）+2H₂O（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90kJ•mol^-1
由蓋斯定律可知，①-②得到CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）；
（2）①K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；
②K只與溫度有關(guān)；
（3）在t₀時(shí)刻改變一個(gè)條件，曲線I變?yōu)榍�線Ⅱ，達(dá)到平衡的時(shí)間減少，CO的轉(zhuǎn)化率增大，結(jié)合平衡移動(dòng)及速率影響因素來(lái)解答．

解答 解：（1）①已知C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ•mol^-1
C（s）+2H₂O（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90kJ•mol^-1
由蓋斯定律可知，①-②得到CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=（+131.3kJ•mol^-1）-（+90kJ•mol^-1）=+41kJ/mol，
即熱化學(xué)方程式為CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=+41kJ/mol，
故答案為：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=+41kJ/mol；
（2）①K為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，由反應(yīng)可知K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）{c}^{6}（{H}_{2}）}$，故答案為：$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）{c}^{6}（{H}_{2}）}$；
②K只與溫度有關(guān)，若溫度不變，減小反應(yīng)投料比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]，則K將不變，故答案為：不變；
（3）在t₀時(shí)刻改變一個(gè)條件，曲線I變?yōu)榍�線Ⅱ，達(dá)到平衡的時(shí)間減少，CO的轉(zhuǎn)化率增大，則
A．升高溫度，速率加快，為放熱反應(yīng)，則平衡逆向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率減小，故A不選；         
B．加入催化劑，平衡不移動(dòng)，故B不選；     
C．縮小容器體積，反應(yīng)速率加快，該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，則平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大，故C選；
D．增加H₂的濃度，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大，故D選；     
E．分離出二甲醚，平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大，但反應(yīng)速率減小，故E不選；
故答案為：CD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握蓋斯定律應(yīng)用、K的表達(dá)式及影響因素、平衡移動(dòng)為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意（3）中圖象與平衡移動(dòng)原理的結(jié)合，題目難度不大．