Question

【題目】為實(shí)現(xiàn) “節(jié)能減排” 和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)課題是如何將CO2轉(zhuǎn)化為可利用資源。

（1）25℃，1.01×105Pa時(shí)，32g液態(tài)甲醇（CH3OH）完全燃燒，當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時(shí)，放出熱量726.6KJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________________________________________。

（2）目前，工業(yè)上常用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇�，F(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為l L的密閉恒容容器中，充入l mol CO2和3mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol。測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡時(shí)，CH3OH的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)＝_______________（注明單位）；

②用三段式計(jì)算H2的轉(zhuǎn)化率____________；

③下列說(shuō)法中，能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____

A．每消耗1mol CO2的同時(shí)生成1mol CH3OH

B. CO2、H2、CH3OH和H2O的物質(zhì)的量的比為1:3:1:1

C. 容器中氣體的壓強(qiáng)不再改變

D. 容器中氣體的密度不再改變

④下列措施中，能使上述平衡狀態(tài)向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是______

A．升高溫度 B．將CH3OH(g)從體系中分離

C．使用高效催化劑 D．恒溫恒容再充入1 molCO2和3 mol H2

Answer 1

【答案】 CH3OH(l)+O 2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－726.6KJ/mol 0.075 mol·(L·min)－1 H2的轉(zhuǎn)化率=2.25/3.0×100% =75% C BD

【解析】（1）32g液態(tài)甲醇（CH3OH）的物質(zhì)的量為32g/32g/mol=1mol，）25℃，1.01×105Pa時(shí)，水為液態(tài)，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CH3OH(l)+3/2O 2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－726.6KJ/mol；

（2）①根據(jù)圖象可知生成CH3OH的濃度為0.75mol/L，所以v=△C/ t=0.75mol/L/10min==0.075mol/（Lmin）；

②參加反應(yīng)的二氧化碳的物質(zhì)的量為0.75mol/L×1L=0.75mol，根據(jù)化學(xué)方程式可知，參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為0.75mol×3=2.25mol，轉(zhuǎn)化率=2.25mol/3mol×100%===75%；

③A．消耗CO2的同時(shí)生成CH3OH，都是指的正反應(yīng)，不能反映出正逆反應(yīng)速率的關(guān)系，故不能說(shuō)明反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)；B．CO2、H2、CH3OH和H2O的物質(zhì)的量的比與起始加入的量有關(guān)與反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)無(wú)關(guān)，故不能說(shuō)明反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)；C．該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，即壓強(qiáng)也減小的反應(yīng)，所以當(dāng)容器中氣體的壓強(qiáng)不再改變時(shí)，就說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)處于平衡狀態(tài)；D．該反應(yīng)容器體積不變，反應(yīng)前后氣體質(zhì)量守恒，所以容器中氣體的密度始終不變，所以不能根據(jù)密度的變化判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)；故選C；

④A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．將CH3OH（g）從體系中分離，即減小生成物濃度，平衡正向移動(dòng)，故B正確；C．使用高效催化劑對(duì)平衡移動(dòng)沒(méi)有影響，所以平衡不移動(dòng)，故C錯(cuò)誤； D．恒溫恒容再充入1molCO2和3molH2，相當(dāng)于加壓，由于反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以平衡正向移動(dòng)，故D正確；故選BD；