Question

实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO₂转化为可利用的资源．目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g），图1表示该反应过程中能量变化：

（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）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO₂和4mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g），测得CO₂和CH₃O（g）的浓度随时间变化如图2所示．

①从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率v（CO₂）=            mol/（L．min）

②该反应的平衡常数表达式K=

③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是           （填字母）

A．升高温度  B．将CH₃OH（g）及时液化抽出  C．选择高效催化剂

（3）25℃，1.0110⁵Pa时，16g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：                      ．

Answer

（1）C；（2）①0.075 mol•L﹣1•min﹣1；

②；③B；

（3）CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣726.6 kJ•mol﹣1．

【解析】（1）依据反应和图象分析判断：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g），反应是熵减少的反应△S＜0；反应物能量高于生成物的能量，判断反应是放热反应，△H＜0，故答案为：C；

（2）在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO2和4mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g），测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．二氧化碳是反应物随反应进行浓度减小，甲醇是生成物，随反应进行浓度增大；10nim内达到平衡，生成甲醇浓度为0.75mol/L，二氧化碳浓度变化了0.75mol/L；则

①依据化学平衡列式计算为：

CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）

起始量（mol/L） 1 4 0 0

变化量（mol/L） 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡量（mol/L） 0.25 1.75 0.75 0.75

CO2的平均反应速率v（CO2）==0.075mol•L﹣1•min﹣1 ；故答案为：0.075 mol•L﹣1•min﹣1；

②该反应的平衡常数表达式K=；

③措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是：

A、反应是放热反应，升温平衡逆向进行；故A错误；

B、将CH3OH（g）及时液化抽出，减小生成物的量，平衡正向进行，故B正确；

C、选择高效催化剂只能改变速率，不改变化学平衡，故C错误；

（3）25℃，1.01×105Pa时，16g 液态甲醇物质的量为0.5mol，完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3kJ的热量，依据书写热化学方程式的方法写出该反应的热化学方程式为：CH3OH（l）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣726.6 kJ•mol﹣1；