Question

由于溫室效應和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO₂含量并加以開發利用，引起了各國的普遍重視。目前工業上有一種方法是用CO₂生產燃料甲醇。一定條件下發生反應： CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，如圖表示該反應進行過程中能量(單位為kJ·mol^－1)的變化。

（1）關于該反應的下列說法中，正確的是         。(填字母)
A．△H>0，△S>0        B．△H>0，△S<0
C．△H<0，△S<0        D．△H<0，△S>0
（2）該反應平衡常數K的表達式為                     。
（3）溫度降低，平衡常數K         (填“增大”、“不變”或“減小”)。
（4）為探究反應原理，現進行如下實驗：在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1molCO₂和3molH₂，測得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時問變化如下圖所示。從反應開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應速率v(H₂)為         mol·L^－1·min^－1。

（5）下列措施中能使（4）中n(CH₃OH)/n(CO₂)增大的有           。(填字母)
A．升高溫度
B．加入催化劑
C．將H₂O(g)從體系中分離
D．再充入1molCO₂和3molH₂
E．充入He(g)，使體系總壓強增大

Answer 1

（1）C （2）（3）增大（4） 0．225 （5）CD

解析試題分析：（1）由方程式可知：氣體的物質的量減少，△S<0；由題圖可知：生成物的能量比反應物低，則△H<0。故選項為：C。（2）該反應平衡常數K的表達式為。（3）由于該反應的正反應是放熱反應。溫度降低，化學平衡向正反應方向移動，平衡常數K增大。（4）由圖-2可知：反應進行到10min時達到平衡。此時C(CH₃OH)=0．75mol/L,則V(CH₃OH)= ΔC(CH₃OH)/Δt= 0．75mol/L÷10min =0．075mol/( L·min)． v(H₂)=3V(CH₃OH)= 0．225 mol/( L·min)． （5）A．根據化學平衡移動原理，升高溫度化學平衡向吸熱方向即逆反應方向移動，n(CH₃OH)/n(CO₂)減小。錯誤。B．加入催化劑對化學平衡無影響，n(CH₃OH)/n(CO₂)不變。錯誤。C．將H₂O(g)從體系中分離,減小生成物的濃度，平衡向正反應方向移動，n(CH₃OH)/n(CO₂)增大。正確。D．再充入1molCO₂和3molH₂。增大反應物的濃度，化學平衡向正反應方向移動，n(CH₃OH)/n(CO₂)增大。正確。E．充入He(g)，使體系總壓強增大，由于不能使反應混合物的濃度改變，所以n(CH₃OH)/n(CO₂)不變。錯誤。正確選項為：C D。
考點：考查CO₂的綜合利用、化學平衡常數的表達、計算及外界條件對化學平衡的影響的知識。