Question

為實(shí)現(xiàn) “節(jié)能減排” 和“低碳經(jīng)濟(jì)”的一項(xiàng)課題是如何將CO₂轉(zhuǎn)化為可利用資源。
（1）25℃，1.01×10⁵Pa時(shí)，16g液態(tài)甲醇（CH₃OH）完全燃燒，當(dāng)恢復(fù)到原狀態(tài)時(shí)，放出熱量363.3kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為                                 。              
（2）目前，工業(yè)上常用CO₂來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇。現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為l L的密閉恒容容器中，充入l mol CO₂和3mol H₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：
CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol。
測(cè)得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝         ；
②從反應(yīng)開(kāi)始到平衡時(shí)，CH₃OH的平均反應(yīng)速率v(CH₃OH)＝              （注明單位）；H₂的轉(zhuǎn)化率＝            ；
③下列說(shuō)法中，能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是    
A．每消耗1mol CO₂的同時(shí)生成1mol CH₃OH          
B．CO₂、H₂、CH₃OH和H₂O的物質(zhì)的量的比為1∶3∶1∶1
C．容器中氣體的壓強(qiáng)不再改變
D．容器中氣體的密度不再改變  
④下列措施中，能使上述平衡狀態(tài)向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是     
A．升高溫度                    B．將CH₃OH(g)從體系中分離
C．使用高效催化劑              D．恒溫恒容再充入1 molCO₂和3 mol H₂

Answer 1

（1）CH₃OH(l)+O ₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l) △H=－726.6kJ/mol  ( 3分）
（其中化學(xué)方程式完全正確 給2分、 △H=－726.6 J/mol 給1分）
（2）①  ( 2分）
②0.075 mol·(L·min)^－1 ( 2分，計(jì)算結(jié)果1分、單位1分）；75% (2分）
③C (3分） ④  BD (4分，全對(duì)得4分,選一個(gè)對(duì)得2分，其它錯(cuò)誤不得分）

試題分析：（1）由m/M可知，n(CH₃OH)=1/2mol，則1/2 CH₃OH (l)+3/4O₂(g)==1/2CO₂(g)+H₂O(l)  △H=—363.3kJ/mol，系數(shù)加倍可得，CH₃OH(l)+O ₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l) △H=－726.6kJ/mol；（2）①K=；②讀圖可知，v(CH₃OH)==0.075mol?L^—1?min^—1；由于v(H₂)="3" v(CH₃OH)= 0.225mol?L^—1?min^—1，則△n(H₂)= 0.225mol?L^—1?min^—1×10min×1L=2.25mol，H₂的轉(zhuǎn)化率=2.25/3×100%=75%；③均為正反應(yīng)速率，故A錯(cuò)；不能說(shuō)明各組分的物質(zhì)的量保持不變，故B錯(cuò)；能說(shuō)明各組分的物質(zhì)的量保持不變，故C正確；由于各組分都是氣體且恒容，則混合氣體的密度始終不變，故D錯(cuò)；④正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡左移，故A錯(cuò)；減小生成物濃度，平衡右移，故B正確；催化劑不能使平衡移動(dòng)，故C錯(cuò)；相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，正反應(yīng)氣體體積減小，則平衡右移，故D正確。