Question

【題目】二氧化碳是用途非常廣泛的化工基礎(chǔ)原料，回答下列問題:

（1）工業(yè)上可以用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。

已知; CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) △H=-131.0kJ/mol;

H2(g)+ O2(g)= H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol。

CH3OH的燃燒熱△H=_______。

（2）在催化劑作用下，CO2和CH4可以直接轉(zhuǎn)化為乙酸:

CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) △H=+36.0 kJ/mol

在不同溫度下乙酸的生成速率變化如右圖所示。

①當(dāng)溫度在250℃～300℃范圍時(shí)，乙酸的生成速率減慢的主要原因是______，當(dāng)溫度在300℃～400℃范圍時(shí)，影響乙酸生成速率的主要因素是________。

②欲使乙酸的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是________(填標(biāo)號(hào))。

A.升高溫度 B.降低溫度 C.增大壓強(qiáng) D.降低壓強(qiáng)

（3）高溫下，CO2與足量的碳在密閉容器中實(shí)現(xiàn)反應(yīng): C(s)+CO2(g)2CO(g)。

①向容積為1L的恒容容器中加入0.2molCO2，在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如右圖所示。則該反應(yīng)為_____(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)，某溫度下，若向該平衡體系中再通入0.2molCO2,平衡____(填“正向”“逆向”“不”)移動(dòng)，達(dá)到新平衡后，體系中CO的百分含量________ (填“變大”“變小”“不變”)。

②向壓強(qiáng)為p體積可變的恒壓容器中充入一定量CO2,650℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，CO的體積分?jǐn)?shù)為40.0%,則CO2的轉(zhuǎn)化率為_________。氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)×體積分?jǐn)?shù)，用某物質(zhì)的平衡分壓代替物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)平衡常數(shù)(記作Kp)，此溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=_________(用含p的代數(shù)式表示)，若向平衡體系中再充入V(CO2): V(CO)=5:4的混合氣體,平衡______(填“正向”“逆向”“不”)移動(dòng)。

Answer 1

【答案】 726.4kJ/mol 催化劑活性降低 溫度 A C 吸熱 正向 變小 25% （或0.267p） 逆向

【解析】(1)已知：①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)△H=-131.0kJ/mol，②H2(g)+ O2(g)= H2O(l) △H=-285.8kJ/mol。根據(jù)蓋斯定律，將②×3-①得：CH3OH(l)+ O2(g)→2H2O(l)+ CO2(g) △H=(-285.8kJ/mol)×3-(-131.0kJ/mol)= 726.4kJ/mol，CH3OH的燃燒熱△H=726.4kJ/mol，故答案為：726.4kJ/mol；

(2)①催化劑的活性與溫度有關(guān)，當(dāng)溫度在250℃～300℃范圍時(shí)，乙酸的生成速率減慢的主要原因是催化劑活性降低，溫度越高，反應(yīng)速率越快，當(dāng)溫度在300℃～400℃范圍時(shí)，影響乙酸生成速率的主要因素是溫度，故答案為：催化劑活性降低；溫度；

②欲使乙酸的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)該使平衡正向移動(dòng)。A.正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，乙酸的平衡產(chǎn)率提高，正確；B. 正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡逆向移動(dòng)，乙酸的平衡產(chǎn)率降低，錯(cuò)誤；C.增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，乙酸的平衡產(chǎn)率提高，正確；D.降低壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，乙酸的平衡產(chǎn)率降低，錯(cuò)誤；故選AC；

(3)①隨著溫度的升高，CO2的物質(zhì)的量濃度逐漸減小，說明平衡正向移動(dòng)，因此該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，某溫度下，若向該平衡體系中再通入0.2molCO2，平衡正向移動(dòng)，充入二氧化碳后，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，達(dá)到新平衡后，體系中CO的百分含量減小，故答案為：吸熱；正向；變小；

②設(shè)充入的二氧化碳的物質(zhì)的量為x，反應(yīng)的二氧化碳為y，根據(jù)C(s)+CO2(g)2CO(g)，有×100%=40.0%，則==25%，氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)×體積分?jǐn)?shù)，則二氧化碳的氣體分壓=60%p，一氧化碳的氣體分壓=40%p，Kp==，若向平衡體系中再充入V(CO2):V(CO)=5:4的混合氣體，V(CO2):V(CO)= 5:4小于原平衡狀態(tài)下的60%：40%=3:2，因此平衡逆向移動(dòng)，故答案為：25%； ；逆向。