Question

過度排放CO₂會造成“溫室效應(yīng)”，科學(xué)家正在研究如何將CO₂轉(zhuǎn)化為可利用的資源．目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來生產(chǎn)燃料甲醇．一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂ （g）+3H₂ （g）?CH₂OH（g）+H₂O（g），圖1表示該反應(yīng)過程中能量（單位為kJ?mol-1）的變化：

（1）關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中，正確的是

 

（填字母）．
A．△H＞0，△S＞0B．△H＞0，△S＜0C．△H＜0，△S＜0D．△H＜0，△S＞0
（2）為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進行如下實驗，在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂ （g）+3H₂ （g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），經(jīng)測得CO₂ （g）和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖2所示．
①從反應(yīng)開始到平衡，CO₂的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=

 

．
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表示式K=

 

．
③下列措施中能使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動的是

 

（填字母）．
A．升高溫度 B．將CH₃OH（g）及時液化抽出C．選擇高效催化劑   D．再充入1mol CO₂和3mol H₂．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡建立的過程

專題：

分析：（1）依據(jù)反應(yīng)和圖象分析判斷：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），反應(yīng)是熵減少的反應(yīng)△S＜0；反應(yīng)物能量高于生成物的能量，判斷反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；
（2）在體積為l L的密閉容器中，充入l mol CO₂和4mol H₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖2所示．二氧化碳是反應(yīng)物隨反應(yīng)進行濃度減小，甲醇是生成物，隨反應(yīng)進行濃度增大；10nim內(nèi)達到平衡，生成甲醇濃度為0.75mol/L，二氧化碳濃度變化了0.75mol/L；①依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算判斷；
②依據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的概念書寫平衡常數(shù)計算式；
③依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的影響因素和條件逐項分析判斷；
A、反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進行；
B、將CH₃OH（g）及時液化抽出，減小生成物的量平衡正向進行；
C、選擇高效催化劑只能改變速率，不改變化學(xué)平衡；
D、再充入l molCO₂和4molH₂，增大壓強平衡正向進行；

解答： 解：（1）依據(jù)反應(yīng)和圖象分析判斷：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），反應(yīng)是熵減少的反應(yīng)△S＜0；反應(yīng)物能量高于生成物的能量，判斷反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0，
故答案為：C；
（2）在體積為l L的密閉容器中，充入l mol CO₂和4mol H₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖2所示．二氧化碳是反應(yīng)物隨反應(yīng)進行濃度減小，甲醇是生成物，隨反應(yīng)進行濃度增大；10nim內(nèi)達到平衡，生成甲醇濃度為0.75mol/L，二氧化碳濃度變化了0.75mol/L；則①依據(jù)化學(xué)平衡列式計算為：
                CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始量（mol/L） 1         4         0        0
變化量（mol/L） 0.75     2.25     0.75     0.75
平衡量（mol/L） 0.25     1.75     0.75     0.75
CO₂的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=

0.75mol/L

10min

=0.075mol?L^-1?min^-1 ，故答案為：0.075 mol?L^-1?min^-1；
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=

[CH 3OH]?[H 2O]

[CO 2]?[H 2]3

，故答案為：

[CH 3OH]?[H 2O]

[CO 2]?[H 2]3

；
③A、反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進行，故A錯誤；
B、將CH₃OH（g）及時液化抽出，減小生成物的量，平衡正向進行，故B正確；
C、選擇高效催化劑只能改變速率，不改變化學(xué)平衡，故C錯誤；
D、再充入l molCO₂和4molH₂，增大壓強平衡正向進行，故D正確；
故選BD；

點評：本題考查了反應(yīng)的焓變判斷，熱化學(xué)方程式的書寫原則，化學(xué)平衡的影響因素判斷平衡移動方向，化學(xué)平衡的計算的應(yīng)用，圖象分析是關(guān)鍵．綜合性較大，難度中等．