Question

【題目】中共十九大報告指出，加快水污染防治、實施流域環境和近岸海域綜合治理、環境污染的治理是化學工作者研究的重要課題，也是踐行“綠水青山就是金山銀山”的重要舉措。在適當的條件下，將CO2轉化為甲醇、甲醚等有機物，既可降低CO2造成的溫室效應對環境的影響，還可得到重要的有機產物。

（1）已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=484 kJ/mol

②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=50 kJ/mol

則2CH3OH(g)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(g) ΔH，ΔH=____。

（2）已知T K時，某恒容密閉容器中存在如下反應：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0，測得容器中不同時刻時各物質的濃度(mol/L)如表所示：

	c(CO2)	c(H2)	c(CH3OCH3)	c(H2O)
開始時	a	b	0	0
10 s時	3	0.5	c	1.5

①若反應開始到10s時間段內，v(H2)=____。

②若TK時，化學平衡常數K=15，則10s時v(正)___v(逆)（填“>”“<”或“=”），此時CO2的轉化率為____。

（3）一定條件下，向某恒容密閉容器中充入x mol CO2和ymolH2，發生的反應為CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=50 kJ·mol1。圖1中能表示該反應的平衡常數K與溫度T之間的變化關系曲線為___（填“a”或“b”）。

Answer 1

【答案】1352kJ/mol 0.3mol/(L·s) > 25% a

【解析】

（1）利用蓋斯定律，對熱化學方程式乘以某數后，再直接進行相加減；

（2）①利用速率的本義，求濃度的改變量和時間的改變量，相除即可；

②將濃度商和平衡常數進行比較，判斷反應進行的方向；利用轉化率概念的本義，求出轉化量除去原二氧化碳總量即可；

（3）平衡常數只是溫度的函數。正向放熱的反應，升溫，平衡常數將減小。

（1）分析所給的總熱化學方程式與題給的兩個熱化學方程式，將①×3-②×2即得：2CH3OH(g)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(g)，其ΔH=-484kJ/mol×3+50kJ/mol×2=-1352kJ/mol；

（2）①由化學方程式中和表中的數據可知，反應開始到10s時，消耗H2的濃度為3mol/L，故=0.3mol/(L·s)；

②由化學方程式知，c=0.5，==12<K，反應仍向右進行，故v(正)>v（逆）。10s時，消耗的c(CO2)=1.5mol/L×=1.0mol/L，a=4，故CO2的轉化率為=25%；

（3）該反應是放熱反應，升高溫度反應向左進行，會使平衡常數減小，曲線a符合。