Question

为实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项课题是如何将CO₂转化为可利用资源。

（1）25℃，1.01×10⁵Pa时，16g液态甲醇（CH₃OH）完全燃烧，当恢复到原状态时，放出热量363.3kJ，该反应的热化学方程式为                                  。              

（2）目前，工业上常用CO₂来生产燃料甲醇。现进行如下实验：在体积为l L的密闭恒容容器中，充入l mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：

CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)  ΔH＝－49.0 kJ/mol。

测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①该反应的平衡常数表达式K＝          ；

②从反应开始到平衡时，CH₃OH的平均反应速率v(CH₃OH)＝               （注明单位）；H₂的转化率＝             ；

③下列说法中，能说明上述反应达到平衡状态的是    

A．每消耗1mol CO₂的同时生成1mol CH₃OH           

B．CO₂、H₂、CH₃OH和H₂O的物质的量的比为1∶3∶1∶1

C．容器中气体的压强不再改变

D．容器中气体的密度不再改变  

④下列措施中，能使上述平衡状态向正反应方向移动的是     

A．升高温度                     B．将CH₃OH(g)从体系中分离

C．使用高效催化剂               D．恒温恒容再充入1 molCO₂和3 mol H₂

Answer

（1）CH3OH(l)+O 2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  △H=－726.6kJ/mol  ( 3分）

（其中化学方程式完全正确 给2分、 △H=－726.6 J/mol  给1分）

（2）①  ( 2分）

②0.075 mol·(L·min)－1 ( 2分，计算结果1分、单位1分）；75% (2分）

③C (3分）  ④  BD (4分，全对得4分,选一个对得2分，其它错误不得分）

【解析】

试题分析：（1）由m/M可知，n(CH3OH)=1/2mol，则1/2 CH3OH (l)+3/4O2(g)==1/2CO2(g)+H2O(l)   △H=—363.3kJ/mol，系数加倍可得，CH3OH(l)+O 2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  △H=－726.6kJ/mol；（2）①K=；②读图可知，v(CH3OH)==0.075mol•L—1•min—1；由于v(H2)=3 v(CH3OH)= 0.225mol•L—1•min—1，则△n(H2)= 0.225mol•L—1•min—1×10min×1L=2.25mol，H2的转化率=2.25/3×100%=75%；③均为正反应速率，故A错；不能说明各组分的物质的量保持不变，故B错；能说明各组分的物质的量保持不变，故C正确；由于各组分都是气体且恒容，则混合气体的密度始终不变，故D错；④正反应放热，升高温度平衡左移，故A错；减小生成物浓度，平衡右移，故B正确；催化剂不能使平衡移动，故C错；相当于增大压强，正反应气体体积减小，则平衡右移，故D正确。

考点：本题考查热化学方程式、化学反应速率和化学平衡。