Question

【題目】為實現 “節能減排” 和“低碳經濟”的一項課題是如何將CO2轉化為可利用資源。

（1）25℃，1.01×105Pa時，32g液態甲醇（CH3OH）完全燃燒，當恢復到原狀態時，放出熱量726.6KJ，該反應的熱化學方程式為______________________________________________。

（2）目前，工業上常用CO2來生產燃料甲醇。現進行如下實驗：在體積為l L的密閉恒容容器中，充入l mol CO2和3mol H2，一定條件下發生反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

①從反應開始到平衡時，CH3OH的平均反應速率v(CH3OH)＝_______________（注明單位）；

②用三段式計算H2的轉化率____________；

③下列說法中，能說明上述反應達到平衡狀態的是_____

A．每消耗1mol CO2的同時生成1mol CH3OH

B. CO2、H2、CH3OH和H2O的物質的量的比為1:3:1:1

C. 容器中氣體的壓強不再改變

D. 容器中氣體的密度不再改變

④下列措施中，能使上述平衡狀態向正反應方向移動的是______

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

【答案】 CH3OH(l)+O 2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－726.6KJ/mol 0.075 mol·(L·min)－1 H2的轉化率=2.25/3.0×100% =75% C BD

【解析】（1）32g液態甲醇（CH3OH）的物質的量為32g/32g/mol=1mol，）25℃，1.01×105Pa時，水為液態，則反應的熱化學方程式為：CH3OH(l)+3/2O 2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－726.6KJ/mol；

（2）①根據圖象可知生成CH3OH的濃度為0.75mol/L，所以v=△C/ t=0.75mol/L/10min==0.075mol/（Lmin）；

②參加反應的二氧化碳的物質的量為0.75mol/L×1L=0.75mol，根據化學方程式可知，參加反應的氫氣的物質的量為0.75mol×3=2.25mol，轉化率=2.25mol/3mol×100%===75%；

③A．消耗CO2的同時生成CH3OH，都是指的正反應，不能反映出正逆反應速率的關系，故不能說明反應是否處于平衡狀態；B．CO2、H2、CH3OH和H2O的物質的量的比與起始加入的量有關與反應是否處于平衡狀態無關，故不能說明反應是否處于平衡狀態；C．該反應為氣體體積減小的反應，即壓強也減小的反應，所以當容器中氣體的壓強不再改變時，就說明反應已經處于平衡狀態；D．該反應容器體積不變，反應前后氣體質量守恒，所以容器中氣體的密度始終不變，所以不能根據密度的變化判斷反應是否處于平衡狀態；故選C；

④A．該反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，故A錯誤；B．將CH3OH（g）從體系中分離，即減小生成物濃度，平衡正向移動，故B正確；C．使用高效催化劑對平衡移動沒有影響，所以平衡不移動，故C錯誤； D．恒溫恒容再充入1molCO2和3molH2，相當于加壓，由于反應是氣體體積減小的反應，所以平衡正向移動，故D正確；故選BD；