Question

(8分) CO₂是最重要溫室氣體,如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開發利用CO₂具有重大意義。
（1）科學家用H₂和CO₂生產甲醇燃料。為探究該反應原理，進行如下實驗：某溫度下，在容積為2 L的密閉容器中充入1 mol CO₂和3．25 mol H₂，在一定條件下反應，測得CO₂、CH₃OH(g)和H₂O(g)的物質的量(n)隨時間的變化關系如圖所示。

①寫出該反應的化學方程式_______________________ 計算從反應開始到3 min時，氫氣的平均反應速率v(H₂)＝____________________。
②下列措施中一定能使CO₂的轉化率增大的是___________________ 。
A 在原容器中再充入1 mol H₂         B 在原容器中再充入1 mol CO₂   
C  縮小容器的容積             D 使用更有效的催化劑
E．在原容器中充入1 mol He  F．將水蒸氣從體系中分離出
（2）科學家還利用氫氣在一定條件下與二氧化碳反應生成乙醇燃料，其熱化學反應方程式為:2CO₂(g)＋6H₂(g)      CH₃CH₂OH(g)＋3H₂O(g)　ΔH＝a kJ·mol^－1，
（3）在一定壓強下，測得該反應的實驗數據如表所示。請根據表中數據回答下列問題。

溫度(K) CO2轉化率/(%) n(H2)/n(CO2)	500	600	700	800
1．5	45	33	20	12
2	60	43	28	15
3	83	62	37	22

①上述反應的a________0(填“大于”或“小于”)。
②恒溫下，向反應體系中加入固體催化劑，則該反應的反應熱a值________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
③在一定溫度下，增大的值，CO₂轉化率_________，生成乙醇的物質的量________(填“增大”、“減小”、“不變”或“不能確定”)。

Answer 1

（1） ① CO₂ ＋3H₂ CH₃OH ＋H₂O ；0．375 mol·L^－1·min^－1　②A、C、F；
（2） ①小于 ；②不變 ；③增大，增大。

解析試題分析：（1）①根據題意可得該反應的化學方程式是CO₂ ＋3H₂  CH₃OH ＋H₂O；V(CO₂)=(1．00-0．25)mol÷2L÷3min=0．125mol/(L·min),V(H₂)="3" V(CO₂)=0．375mol/(L·min), ②A．增大反應物的濃度可以使平衡正向移動，因此可以提高CO₂的轉化率，正確；B．在原容器中再充入1 mol CO₂,平衡正向移動，但是平衡移動消耗量遠小于加入量，因此CO₂的轉化率反而降低，錯誤；C．縮小容器的容積，即增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向，即向正反應方向移動，故可以提高CO₂的轉化率，正確；D．使用更有效的催化劑，可以加快反應速率，但是不能時平衡移動，CO₂的轉化率不變，錯誤；E．在原容器中充入1 mol He，由于反應混合物中各組分的濃度不變，所以平衡不發生移動，錯誤；F．將水蒸氣從體系中分離出，則減小了生成物的濃度，平衡正向移動，因此可以提高CO₂的轉化率，正確；（2）①在加入物質的量的比相同時，由于升高溫度，CO₂轉化率降低，說明升高溫度，平衡逆向移動，根據平衡移動原理：升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，逆反應方向是吸熱反應，所以該反應的正反應是放熱反應，因此上述反應的a<0． ②恒溫下，向反應體系中加入固體催化劑由于溫度不變，則該反應的反應熱a值不變，③在一定溫度下，增大的值，即增大其中一種反應物的濃度，可以使其它物質的轉化率增大故CO₂轉化率增大；由于平衡正向移動，所以生成乙醇的物質的量增大。
考點：考查化學反應速率的計算、提高物質轉化率的措施、反應熱的判斷的知識。