Question

【題目】I.將CO2轉化成甲醇燃料是減排、環保的一種科學方法。

已知：2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)；△H=－483.6kJ·mol-1 ①

2CO2(g)+4H2O(g) 2CH3OH(g)＋3O2(g)；ΔH＝＋1352.8kJ·mol-1②

則用CO2與H2反應制備 CH3OH(g)，同時生成水蒸氣的熱化學方程式為___________________

II.在容積為2L的密閉容器中，進行如下反應：A(g)+2B(g) C(g)+D(g)，最初加入1.0molA和2.2molB，在不同溫度下，D的物質的量n(D)和時間t的關系如圖。

試回答下列問題：

(1)800℃時,0—5min內，以B表示的平均反應速率為____________。

(2)能判斷該反應達到化學平衡狀態的依據是_______________。

a．容器中壓強不變 b．混合氣體中c(A)不變

c．2v正(B)=v逆(D) d．c(A)=c(C)

(3)若最初加入1.0molA和2.2molB，利用圖中數據計算800℃時的平衡常數K=________，該反應為_______反應(填吸熱或放熱),判斷理由是______________________________。

(4)800℃時，某時刻測得體系中各物質的量如下：n(A)=0.9mol，n(B)=2.0mol，n(C)=0.9mol，n(D)=0.9mol，則此時該反應________進行(填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“處于平衡狀態”)。

Answer 1

【答案】CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝-49 kJ·mol－1 0.12mol·L-1·min-1 ab 1.8 L/mol 吸熱 隨著溫度的升高，D的含量增多，依據勒夏特列原理，溫度升高有利于向吸熱方向進行 向正反應方向

【解析】

I.根據蓋斯定律書寫CO2與H2反應制備 CH3OH(g)的熱化學方程式；

II. (1)根據 計算v(B)；

(2)根據平衡標志分析該反應是否達到平衡狀態；

(3)根據 計算平衡常數； 根據圖象，降低溫度，D的的含量減少，說明降溫平衡逆向移動；

(4)根據Q與K的關系判斷n(A)=0.9mol、n(B)=2.0mol、n(C)=0.9mol、n(D)=0.9mol時該反應的方向。

I.2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)；△H=－483.6kJ·mol-1 ①

2CO2(g)+4H2O(g) 2CH3OH(g)＋3O2(g)；ΔH＝＋1352.8kJ·mol-1②

根據蓋斯定律②÷2＋①得 CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝-49 kJ·mol－1；

II. (1) 800℃時,0—5min內，生成D 0.6mol，則消耗B 1.2mol， v(B)= = 0.12mol·L—1·min—1；

(2) a．A(g)+2B(g)C(g)+D(g)反應前后氣體物質的量是變量，壓強是變量，容器中壓強不變一定達到平衡狀態； b．根據化學平衡定義，某物質濃度不變達到平衡狀態，混合氣體中c(A)不變一定達到平衡狀態； c．2v正(B)=v逆(D) ，正逆反應速率比不等于系數比，反應沒有平衡 ； d．c(A)=c(C)，濃度不一定不變，反應不一定平衡，故選ab；

(3)

A(g)+2B(g) C(g)+D(g)

開始 0.5 1.1 0 0

轉化 0.3 0.6 0.3 0.3

平衡 0.2 0.5 0.3 0.3

K=1.8 L/mol；

根據圖象，降低溫度， D的含量減少，說明降溫平衡逆向移動，正反應吸熱；

(4) c(A)=0.45mol/L，c(B)=1.0mol/L，c(C)=0.45mol/L，c(D)=0.45mol/L，Q=0.45＜1.8，所以向正反應方向進行。