Question

（17分）甲醇（CH₃OH）是一种优质燃料，（1）已知一定条件下每1MolCO₂和足量氢气完全反应可生成1Mol气态甲醇（CH₃OH）和1Mol 水蒸汽并放出49 kJ的热量。请回答：

①该反应的热化学方程式：                                                。

②其反应过程中能量的变化与如图所示最相符的是              。

（2）为探究用CO₂来生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1MolCO₂和3MolH₂，一定条件下发生反应，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图。

请回答：

①从反应开始到平衡，甲醇和氢气的反应速率：

v(CH₃OH)＝            。

v(H₂)＝                  。

②下列措施中能使v (CO₂)增大的是            。

A．加入催化剂    

B．充入He(g)，使体系压强增大

C．将H₂O(g)从体系中分离  

D．升高温度

③能够说明该反应已达到平衡的是_________。

A．恒温、恒容时，容器内的压强不再变化

B．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化

C．一定条件下，CO₂、H₂和CH₃OH的浓度不再变化

D．一定条件下，单位时间内消耗3MolH₂的同时生成1MolCH₃OH

Answer

（1）①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－49.0kJ/Mol(3分) ②A(2分)

（2）① 0.075Mol/(L·MiN) (2分) 0.225Mol/(L·MiN) (2分) ② A D (4分)③ AC (4分)

【解析】

试题分析：（1）热化学方程式中化学计量数表示的是该物质的物质的量，则1MolCO2和足量氢气完全反应可生成1Mol气态甲醇（CH3OH）和1Mol 水蒸汽并放出49 kJ的热量的热化学方程式为：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－49.0kJ/Mol。②反应是放热反应，反应的总能量高于生成物的总能量，反应时有一个断键的过程，要吸收能量，故A对。（2）从图看出CO2的浓度从1Mol/L变为0.25Mol/L，变化了0.75Mol/L，CH3OH的浓度从0变为0.75Mol/L，反应在10MiN时达到平衡，则v(CH3OH)＝0.75Mol/L÷10MiN=0.075Mol/(L·MiN)；根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(H2)＝0.075Mol/(L·MiN)×3=0.225Mol/(L·MiN)。②A．加入催化剂，反应加快，对；B．充入He(g)，使体系压强增大，但CO2的浓度没有增大，反应速率不变，错；C．将H2O(g)从体系中分离，体系中物质的浓度减小，反应变慢，错；D．升高温度反应加快，选AD。③反应是气体体积改变的反应，容器内的压强不变说明气体的生成和消耗速率相等，反应达到了平衡，A对；容器的体积不变，体系中都是气体，气体密度一直保持不变，B错；CO2、H2和CH3OH的浓度不再变化，反应达到了平衡，C对；不管反应是否达到平衡,单位时间内消耗3MolH2的同时一定生成1MolCH3OH，D错。

考点：化学图像的分析、化学反应速率的计算、化学平衡的判断。