Question

（15分）“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。

（1）已知：① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1

② C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH＝－73 kJ·mol－1

③ 2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH＝－171 kJ·mol－1

写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式 。

（2）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)

已知一定条件下，该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2)/n(CO2)]的变化曲线如下左图：

①在其他条件不变时，请在上图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2)/n(CO2)]变化的曲线图。

②某温度下，将2.0 mol CO2(g)和6.0 mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如下图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是 。

A. P3>P2，T3>T2 B. P1>P3，T1>T3

C. P2>P4，T4>T2 D. P1>P4，T2>T3

（3）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的CO和水蒸气进入反应器时，会发生如下反应：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下表所示：

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

该反应的平衡常数的表达式为：

该反应的正反应方向是 反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的浓度均为0.020 mol·L-1，在该条件下CO的平衡转化率为 。

Answer 1

（1）CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH＝－162 kJ·mol－1（2分）

（2）① （3分） ② B D（4分）

（3）K= （2分） 放热（2分） 75%（2分）

【解析】

试题分析： 由盖斯定律可确定：经②+③－①×2写出热化学方程式：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH＝－162 kJ·mol－1；由方程式可知，投料比为3时，两者的转化率相同，二甲醚的体积分数最大，不难确定图像，因为制取方程式为气体体积减小的反应，所以压强越大产物的含量越大，由上述左图可知反应为放热过程，所以温度越低，有利于反应的进行，所以下图中正确选项为BD；（3）由化学平衡常数随温度升高而减小，确定反应为放热过程，结合“三段式”计算得500℃时CO的平衡转化率为75%。

考点： 盖斯定律、化学平衡图像、化学平衡常数及应用、转化率的计算。

考点分析： 考点1：化学反应与能量 考点2：化学平衡状态及移动 试题属性

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