Question

由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO₂含量并加以開發(fā)利用，引起了各國(guó)的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)： CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，如圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量(單位為kJ·mol^－1)的變化。

（1）關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中，正確的是         。(填字母)
A．△H>0，△S>0        B．△H>0，△S<0
C．△H<0，△S<0        D．△H<0，△S>0
（2）該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為                     。
（3）溫度降低，平衡常數(shù)K         (填“增大”、“不變”或“減小”)。
（4）為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1molCO₂和3molH₂，測(cè)得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時(shí)問變化如下圖所示。從反應(yīng)開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H₂)為         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．升高溫度
B．加入催化劑
C．將H₂O(g)從體系中分離
D．再充入1molCO₂和3molH₂
E．充入He(g)，使體系總壓強(qiáng)增大

Answer 1

（1）C （2）（3）增大（4） 0．225 （5）CD

解析試題分析：（1）由方程式可知：氣體的物質(zhì)的量減少，△S<0；由題圖可知：生成物的能量比反應(yīng)物低，則△H<0。故選項(xiàng)為：C。（2）該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為。（3）由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。溫度降低，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)K增大。（4）由圖-2可知：反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí)達(dá)到平衡。此時(shí)C(CH₃OH)=0．75mol/L,則V(CH₃OH)= ΔC(CH₃OH)/Δt= 0．75mol/L÷10min =0．075mol/( L·min)． v(H₂)=3V(CH₃OH)= 0．225 mol/( L·min)． （5）A．根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，升高溫度化學(xué)平衡向吸熱方向即逆反應(yīng)方向移動(dòng)，n(CH₃OH)/n(CO₂)減小。錯(cuò)誤。B．加入催化劑對(duì)化學(xué)平衡無影響，n(CH₃OH)/n(CO₂)不變。錯(cuò)誤。C．將H₂O(g)從體系中分離,減小生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，n(CH₃OH)/n(CO₂)增大。正確。D．再充入1molCO₂和3molH₂。增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，n(CH₃OH)/n(CO₂)增大。正確。E．充入He(g)，使體系總壓強(qiáng)增大，由于不能使反應(yīng)混合物的濃度改變，所以n(CH₃OH)/n(CO₂)不變。錯(cuò)誤。正確選項(xiàng)為：C D。
考點(diǎn)：考查CO₂的綜合利用、化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)、計(jì)算及外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響的知識(shí)。