Question

【題目】（12分）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=-130kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-572kJ·mol-1

CH3OH(l)的燃燒熱△H=___________。

（2）在催化劑作用下，CO2和CH4可直接轉(zhuǎn)化為乙酸：CO2(g)+CH4(g)=CH3COOH(g) △H＞0在不同溫度下乙酸的生成速率變化如圖所示。

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_________。

②欲使乙酸的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是_____________（任寫一條措施即可）。

（3）一定條件下，在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2CO（g）C（s）+CO2（g）。

①下列能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是___________。

A.容器內(nèi)混合物的質(zhì)量不變

B.CO和CO2的物質(zhì)的量之比不再變化

C.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化

D.形成amolC=O鍵的同時(shí)斷裂a(bǔ)molCO鍵

②向某恒容容器中通入一定量的CO發(fā)生上述反應(yīng)，在不同溫度下CO2的物質(zhì)的量濃度c（CO2）隨溫度的變化如上圖所示，則該反應(yīng)為________（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)。

③向容積可變的某恒壓容器中通入amolCO，TC時(shí)反應(yīng)經(jīng)過10min達(dá)平衡，CO的體積分?jǐn)?shù)為75%。CO的平衡轉(zhuǎn)化率為_______。在容積改變的條件下，反應(yīng)速率可用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量變化來表示，則0-10min內(nèi)平均反應(yīng)速率v（CO2）=__________。

Answer 1

【答案】 728 kJmol－1 催化劑活性降低（或催化劑中毒等） 升高溫度或增大壓強(qiáng)等 BC 放熱 40% 0.02a mol·min-1

【解析】（1）已知：①130KJ/mol，②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-572kJ·mol-1。根據(jù)蓋斯定律，將②3/2-①得：，即△H=(-572 kJ·mol -13/2)-( -130kJ·mol-1)

=728 kJmol－1故的燃燒熱為728 kJmol－1

（2）①催化劑的活性與溫度有關(guān)，當(dāng)溫度在范圍時(shí)，乙酸的生成速率減慢的主要原因是催化劑活性較低。答案：催化劑活性降低（或催化劑中毒等）

②欲使乙酸的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)該使平衡正向移動(dòng)。因?yàn)檎�反�?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； 增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，乙酸的平衡產(chǎn)率提高；答案：升高溫度或增大壓強(qiáng)等

（3）①由2CO（g）C（s）+CO2（g）。是兩邊氣體體積數(shù)不等的反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律

A.容器內(nèi)混合物的質(zhì)量不變不能作為判斷平衡的依據(jù)，故A錯(cuò)；B.CO和CO2的物質(zhì)的量之比不再變化說明CO和CO2的量不在改變，能作為判斷平衡的標(biāo)志；C.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是物質(zhì)的質(zhì)量比上物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，根據(jù)方程式混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化，可以作為判斷平衡的依據(jù)； 故C對；D. 根據(jù)2CO（g）C（s）+CO2（g）CO CO2分別在等號(hào)的兩側(cè)，形成amolC=O鍵的同時(shí)形成2amolCO鍵，所以D錯(cuò)；答案為B C。

②向某恒容容器中通入一定量的CO發(fā)生上述反應(yīng)，2CO（g）C（s）+CO2（g），平衡后升高溫度，CO2量逐漸減少，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。答案;放熱。

③向容積可變的某恒壓容器中通入amolCO，TC時(shí)反應(yīng)經(jīng)過10min達(dá)平衡，CO的體積分?jǐn)?shù)為75%。CO的平衡轉(zhuǎn)化率為_______。在容積改變的條件下，反應(yīng)速率可用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量變化來表示，則0-10min內(nèi)平均反應(yīng)速率v（CO2）=__________。

2CO（g）C（s）+CO2

初始物質(zhì)的量 a 0 0

變化的物質(zhì)的量 2x x x

平衡物質(zhì)的量 a-2x x x

達(dá)平衡，CO的體積分?jǐn)?shù)為75%,所以=75% x=0.2a CO的平衡轉(zhuǎn)化率=20.2a/a= 40%。0-10min內(nèi)平均反應(yīng)速率v（CO2）=0.2amol/10min = 0.02a mol·min-1.答案：

. 40% 0.02a mol·min-1。