Question

随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了普遍的重视．

（1）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产甲醇．一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
图1表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol^-1）的变化．
①该反应是

放热

（填“吸热”或“放热”）反应．
②反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？

否

（填“是”或“否”）．
（2）若将6mol CO₂和8mol H₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化的曲线如图2所示（实线）．
①该条件下反应的平衡常数K=

0.5

．
②仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图2中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是

升高温度

，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是

增大压强

．
③下列措施中能使H₂转化率增大的是

CD

．
A．升高温度    B．充入He（g），使体系压强增大     C．将H₂O（g）从体系中分离出来    D．再充入3mol CO₂
（3）如将CO₂与H₂以1：4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH₄．
已知：
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-890.3kJ?mol^-1
H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H₂=-285.8kJ?mol^-1
写出CO₂（g）与H₂（g）反应生成CH₄（g）与液态水的热化学方程式

CO₂（g）+4H₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（l）△H=-252.9kJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：（1）由图象可知反应物总能量大于生成物总能量，反应为放热反应，催化剂只改变反应的活化能，不能改变反应热；
（2）①计算出平衡时各物质的浓度，可计算平衡常数；
②曲线I反应速率增大，氢气的平衡物质的量较大，说明氢气的转化率减小，曲线Ⅱ反应速率增大，氢气的平衡物质的量较小，结合影响化学平衡的因素判断；
③使H₂转化率增大，应使平衡向正反应方向移动；
（3）利用盖斯定律计算反应热．

解答：解：（1）①由图象可知反应物总能量大于生成物总能量，反应为放热反应，故答案为：放热；
②催化剂只改变反应的活化能，不能改变反应热，故答案为：否；
（2）①CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始（mol/L）   3         4        0        0
转化（mol/L）   1         3        1        1
平衡（mol/L）   2         1        1        1
则k=

1×1

2×1

=0.5，
故答案为：0.5；
②曲线I反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，应是升高温度，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动，不利于氢气的转化，故曲线I是升高温度；
曲线Ⅲ反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，因增大压强平衡正向移动，故应是增大压强；
故答案为：升高温度； 增大压强；
③A．升高温度，平衡向逆反应方向移动，氢气的转化率减小，故A错误；    
B．充入He（g），使体系压强增大，但平衡不移动，故B错误；    
C．将H₂O（g）从体系中分离出来，可使平衡向正反应方向移动，故C正确；   
 D．再充入3mol CO₂，平衡向正反应方向移动，则氢气的转化率增大，故D正确．
故答案为：CD；
（3）已知：
①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-890.3kJ?mol^-1
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H₂=-285.8kJ?mol^-1，
利用盖斯定律，将②×4-①可得CO₂（g）+4H₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（l）△H=4×（-285.8kJ?mol^-1）-（-890.3kJ?mol^-1）=-252.9kJ?mol^-1，
故答案为：CO₂（g）+4H₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（l）△H=-252.9kJ?mol^-1．

点评：本题综合考查化学平衡的计算、反应热与焓变等知识，侧重于化学平衡的移动以及盖斯定律的考查，为高考常见题型，注意相关基础知识的积累，难度不大．