Question

（8分）由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO₂含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO₂生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol^－1)的变化。

（1）关于该反应的下列说法中，正确的是          。(填字母)

A．△H>0，△S>0        B．△H>0，△S<0

C．△H<0，△S<0        D．△H<0，△S>0

（2）该反应平衡常数K的表达式为                     。

（3）温度降低，平衡常数K            (填“增大”、“不变”或“减小”)。

（4）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时问变化如下图所示。从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H₂)为         mol·L^－1·min^－1。

（5）下列措施中能使（4）中n(CH₃OH)/n(CO₂)增大的有           。(填字母)

A．升高温度     

B．加入催化剂   

C．将H₂O(g)从体系中分离

D．再充入1molCO₂和3molH₂   

E．充入He(g)，使体系总压强增大

Answer

（8分）（1）C （2分）（2）（1分）（3）增大（1分）（4） 0.225 （2分）（5）CD（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据反应的方程式可知，正反应是体积减小的，即△S＜0；根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以是放热反应，△H＜0，答案选C。

（2）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以该反应的平衡常数表达式K＝。

（3）正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，K值增大。

（4）根据图像可知，平衡时生成0.75mol甲醇，所以消耗氢气的物质的量是2.25mol，则氢气的平均反应速率是。

（5）升高温度，平衡向逆反应方向移动，n(CH3OH)/n(CO2)减小；加入催化剂，平衡不移动，n(CH3OH)/n(CO2)不变；将H2O(g)从体系中分离，平衡向正反应方向移动，n(CH3OH)/n(CO2)增大；再充入1molCO2和3molH2，相当于是加压，平衡向正反应方向移动，n(CH3OH)/n(CO2)增大；

充入He(g)，使体系总压强增大，但平衡不移动，n(CH3OH)/n(CO2)不变，答案选CD。

考点：考查反应热、熵值、平衡常数、反应速率以及外界条件对平衡状态的影响