Question

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

（1）C （2）（3）增大（4） 0．225 （5）CD

【解析】

试题分析：（1）由方程式可知：气体的物质的量减少，△S<0；由题图可知：生成物的能量比反应物低，则△H<0。故选项为：C。（2）该反应平衡常数K的表达式为。（3）由于该反应的正反应是放热反应。温度降低，化学平衡向正反应方向移动，平衡常数K增大。（4）由图-2可知：反应进行到10min时达到平衡。此时C(CH3OH)=0．75mol/L,则V(CH3OH)= ΔC(CH3OH)/Δt= 0．75mol/L÷10min =0．075mol/( L·min)． v(H2)=3V(CH3OH)= 0．225 mol/( L·min)． （5）A．根据化学平衡移动原理，升高温度化学平衡向吸热方向即逆反应方向移动，n(CH3OH)/n(CO2)减小。错误。B．加入催化剂对化学平衡无影响，n(CH3OH)/n(CO2)不变。错误。C．将H2O(g)从体系中分离,减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，n(CH3OH)/n(CO2)增大。正确。D．再充入1molCO2和3molH2。增大反应物的浓度，化学平衡向正反应方向移动，n(CH3OH)/n(CO2)增大。正确。E．充入He(g)，使体系总压强增大，由于不能使反应混合物的浓度改变，所以n(CH3OH)/n(CO2)不变。错误。正确选项为：C D。

考点：考查CO2的综合利用、化学平衡常数的表达、计算及外界条件对化学平衡的影响的知识。