Question

【题目】为实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项课题是如何将CO2转化为可利用资源。

（1）25℃，1.01×105Pa时，32g液态甲醇（CH3OH）完全燃烧，当恢复到原状态时，放出热量726.6KJ，该反应的热化学方程式为______________________________________________。

（2）目前，工业上常用CO2来生产燃料甲醇。现进行如下实验：在体积为l L的密闭恒容容器中，充入l mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①从反应开始到平衡时，CH3OH的平均反应速率v(CH3OH)＝_______________（注明单位）；

②用三段式计算H2的转化率____________；

③下列说法中，能说明上述反应达到平衡状态的是_____

A．每消耗1mol CO2的同时生成1mol CH3OH

B. CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比为1:3:1:1

C. 容器中气体的压强不再改变

D. 容器中气体的密度不再改变

④下列措施中，能使上述平衡状态向正反应方向移动的是______

A．升高温度 B．将CH3OH(g)从体系中分离

C．使用高效催化剂 D．恒温恒容再充入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的转化率=2.25/3.0×100% =75% C BD

【解析】（1）32g液态甲醇（CH3OH）的物质的量为32g/32g/mol=1mol，）25℃，1.01×105Pa时，水为液态，则反应的热化学方程式为：CH3OH(l)+3/2O 2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=－726.6KJ/mol；

（2）①根据图象可知生成CH3OH的浓度为0.75mol/L，所以v=△C/ t=0.75mol/L/10min==0.075mol/（Lmin）；

②参加反应的二氧化碳的物质的量为0.75mol/L×1L=0.75mol，根据化学方程式可知，参加反应的氢气的物质的量为0.75mol×3=2.25mol，转化率=2.25mol/3mol×100%===75%；

③A．消耗CO2的同时生成CH3OH，都是指的正反应，不能反映出正逆反应速率的关系，故不能说明反应是否处于平衡状态；B．CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比与起始加入的量有关与反应是否处于平衡状态无关，故不能说明反应是否处于平衡状态；C．该反应为气体体积减小的反应，即压强也减小的反应，所以当容器中气体的压强不再改变时，就说明反应已经处于平衡状态；D．该反应容器体积不变，反应前后气体质量守恒，所以容器中气体的密度始终不变，所以不能根据密度的变化判断反应是否处于平衡状态；故选C；

④A．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，故A错误；B．将CH3OH（g）从体系中分离，即减小生成物浓度，平衡正向移动，故B正确；C．使用高效催化剂对平衡移动没有影响，所以平衡不移动，故C错误； D．恒温恒容再充入1molCO2和3molH2，相当于加压，由于反应是气体体积减小的反应，所以平衡正向移动，故D正确；故选BD；