Question

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

（1）寫出該反應的熱化學方程式__________________________。

（2）關于該反應的下列說法中，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）該反應的平衡常數K的表達式為：________________。

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

（5）為探究反應原理，現進行如下實驗：在體積為1 L的密閉容器中，充入1 molCO2和3 molH2，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示。從反應開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應速率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).根據熱化學方程式的含義及圖1回答；（2）生成物的總能量小于反應物的總能量為放熱反應；氣體物質的量越少熵值越小；（3）升高溫度，吸熱反應K增大，放熱反應K減小；（4）根據平衡常數定義回答；（5）反應速率v=；（6）根據平衡移動原理解答。

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