Question

【題目】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)，右圖表示該反應進行過程中能量的變化。

(1)關于該反應的下列說法中，正確的是_______；

A．△H>0，△S>0； B．△H>0，△S<0； C．△H<0，△S<0； D．△H<0，△S>0。

(2)該圖中能量的最高點和最低點之間的差值代表___________；

(3)為探究反應原理，現進行如下實驗：在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下圖所示。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) _________mol·L-1·min-1。

Answer 1

【答案】C逆反應的活化能0.225

【解析】

（1）由圖1可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應為放熱反應，即△H＜0，由方程式可知，該反應正反應是氣體的物質的量減小的反應，故正反應為熵減過程，即△S＜0；故選C；
（2）最高點表示的活化狀態的能量，最低點是甲醇和水的能量，兩者的能量差代表的是甲醇和水反應生成二氧化碳和氫氣的活化能，即該反應的逆反應的活化能；
（3）由圖可知，10min達平衡時甲醇的濃度變化量為0.75mol/L，所以v(CH3OH)=0.75mol.L-1/10min=0.075mol/(Lmin)，速率之比等于化學計量數之比，所以v(H2)=3v(CH3OH)=3×0.075mol/(Lmin)=0.225mol/(Lmin)。