Question

【題目】2009年12月7日～18日在丹麥首都哥本哈根召開了世界氣候大會，商討《京都議定書》一期承諾到期后的后續方案，即2012年至2020年的全球減排協議，大會倡導“節能減排”和“低碳經濟”，降低大氣中CO2的含量及有效地開發利用CO2 ， 引起了各國的普遍重視．過渡排放CO2會造成“溫室效應”，科學家正在研究如何將CO2轉化為可利用的資源．目前工業上有一種方法是用CO2來生產燃料甲醇．一定條件下發生反應：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），圖1表示該反應過程中能量（單位為kJmol﹣1）的變化：

（1）關于該反應的下列說法中，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）為探究反應原理，現進行如下實驗，在體積為l L的密閉容器中，充入l mol CO2和3mol H2 ， 一定條件下發生反應：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），經測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖2所示．
①從反應開始到平衡，CO2的平均反應速率v（CO2）= ．
②該反應的平衡常數表達式K= ．
③下列措施中能使化學平衡向正反應方向移動的是（填字母）．
A．升高溫度 B．將CH3OH（g）及時液化抽出
C．選擇高效催化劑 D．再充入l molCO2和3molH2
（3）25℃，1.01×105Pa時，16g 液態甲醇完全燃燒，當恢復到原狀態時，放出369.2kJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式： ．

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）0.075mol/（L?min）；；BD
（3）CH3OH（l） + O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣738.4kJ?mol﹣1
【解析】（1）依據反應和圖象分析判斷：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），反應是熵減少的反應△S＜0；反應物能量高于生成物的能量，判斷反應是放熱反應，△H＜0。
（2）二氧化碳是反應物隨反應進行濃度減小，甲醇是生成物，隨反應進行濃度增大；10nim內達到平衡，生成甲醇濃度為0.75mol/L，二氧化碳濃度變化了0.75mol/L；則①依據化學平衡列式計算為：
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）
起始量（mol/L） 1 3 0 0
變化量（mol/L） 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量（mol/L） 0.25 0.75 0.75 0.75
CO2的平均反應速率v（CO2）= =0.075molL﹣1min﹣1 ， 所以答案是：0.075 molL﹣1min﹣1；
②該反應的平衡常數表達式K=
③措施中能使化學平衡向正反應方向移動的是：A、反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行，故A錯誤；B、將CH3OH（g）及時液化抽出，減小生成物的量，平衡正向進行，故B正確；
C、選擇高效催化劑只能改變速率，不改變化學平衡，故C錯誤；D、再充入l molCO2和4molH2 ， 增大壓強平衡正向進行，故D正確；故選BD；（3）25℃，1.01×105Pa時，16g 液態甲醇物質的量為0.5mol，完全燃燒，當恢復到原狀態時，放出369.2kJ的熱量，依據書寫熱化學方程式的方法寫出該反應的熱化學方程式為：CH3OH（l）+ O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣738.4 kJmol﹣1。
【考點精析】通過靈活運用化學平衡狀態本質及特征，掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）即可以解答此題．