Question

【题目】科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用。

Ⅰ．CO2可用FeO吸收同时获得H2。

i. 6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △Hl=－76.0 kJ·mol－1

ⅱ. C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H2= +113.4 kJ·mol－1

（1）则3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g) △H3=_________。

Ⅱ．CO2可用来生产燃料甲醇。

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

（2）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝_________ mol·(L·min) －1。

（3）氢气的转化率＝________________________。

（4）该反应的平衡常数为______________________(保留小数点后2位)。

（5）下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是_________________。

A．升高温度 B．充入He(g)，使体系压强增大

C．再充入1 mol H2 D．将H2O(g)从体系中分离出去

（6）当反应达到平衡时，CH3OH的体积分数为m1，然后向容器中再加入一定量H2，待反应再一次达到平衡后，CH3OH的体积分数为m2，则m1________m2的关系(填“＞”、“＜”或“＝”)。

Answer 1

【答案】+18.7 kJ·mol—1 0.22575%5.33CD＞

【解析】

（1）由盖斯定律可得△H3=（△H1+△H2）÷2=（－76.0 kJ·mol－1+113.4 kJ·mol－1）=+18.7 kJ·mol—1，故答案为：+18.7 kJ·mol—1；（2）由图可知，反应在10min达到平衡，此时CO2的浓度变化1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，对应H2的浓度变化为0.75 mol/L×3=2.25 mol/L，则v(H2)＝2.25mol/L÷10min=0.225 mol·(L·min) －1，故答案为：0.225 mol·(L·min) －1；（3）氢气的转化率＝（2.25mol÷3mol）×100%=75%，故答案为：75%；（4）由于在平衡状态下各物质的浓度分别为：c(CO2)=0.25 mol/L、c(H2)=0.75 mol/L、c(CH3OH)=0.75 mol/L、c(H2O)=0.75 mol/L；则平衡常数K==5.33，故答案为：5.33； （5）A．升高温度，该反应平衡逆向移动，n(CH3OH)/n(CO2)减小，B．充入He(g)，使体系压强增大，平衡不移动，n(CH3OH)/n(CO2)不变，C．再充入1 mol H2，平衡正向移动，n(CH3OH)/n(CO2)增大，D．将H2O(g)从体系中分离出去，平衡正向移动，n(CH3OH)/n(CO2)增大，故答案为：CD；（6）向容器中再加入一定量H2，虽然平衡向正反应方向移动，但反应混合气总的分子数目增加，导致CH3OH的体积分数下降，故m1>m2。