题目内容
（16分）以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：
C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g) ΔH=＋131.3 kJ?mol-1，
①该反应在常温下 自发进行（填“能”与“不能”）；
②恒温，在容积可变的密闭容器中，进行如上可逆反应。一段时间后，下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的有
Ⅰ混合气体的密度； Ⅱ容器内气体的压强；
Ⅲ混合气体的总物质的量； ⅣCO物质的量浓度
A．只有Ⅳ B．只有Ⅰ和Ⅳ C．只有Ⅱ和Ⅲ D．Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ
（2）水煤气再进一步反应可制取氢气。反应为H2O(g)+CO(g)
H2(g)+CO2(g)，某温度下该反应的平衡常数K= 4/9。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，只投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是 。
A．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢
B．平衡时，甲中和丙中Ｈ2的转化率均是60％
C．平衡时，丙中ｃ(CO2)是甲中的2倍，是0.012mol/L
D．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%
（3）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ，右图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ?mol—1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2反应
①下列措施中能使c (CH3OH)增大的是 。
A．升高温度
B．充入He(g)，使体系压强增大
C．将H2O(g)从体系中分离出来
D．再充入1mol CO2和3mol H2
②在温度T1时，当反应达到平衡时，测得n(H2) =" 2.4" mol；其它条件不变，在温度T2时，当反应达到平衡时，测得n(CO2) =" 0.82" mol，则T2 T1。（填“＞”、“＜”或“＝”），
（4）在一定条件下科学家从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇。CH3OH、H2的燃烧热分别为：△H＝－725.5kJ/mol、△H＝－285.8kJ/mol。
①写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式： ；
②该转化的积极意义是 ；
③有人提出，可以设计反应CO2＝C＋O2（△H＞0、△S＜0）来消除CO2对环境的影响。请你判断是否可行并说出理由：
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：
C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g) ΔH=＋131.3 kJ?mol-1，①该反应在常温下 自发进行（填“能”与“不能”）；
②恒温，在容积可变的密闭容器中，进行如上可逆反应。一段时间后，下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的有
Ⅰ混合气体的密度； Ⅱ容器内气体的压强；
Ⅲ混合气体的总物质的量； ⅣCO物质的量浓度
A．只有Ⅳ B．只有Ⅰ和Ⅳ C．只有Ⅱ和Ⅲ D．Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ
（2）水煤气再进一步反应可制取氢气。反应为H2O(g)+CO(g)
H2(g)+CO2(g)，某温度下该反应的平衡常数K= 4/9。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，只投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是 。| 起始浓度 | 甲 | 乙 | 丙 |
| c(H2)/mol/L | 0.010 | 0.020 | 0.020 |
| c(CO2)/mol/L | 0.010 | 0.010 | 0.020 |
A．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢
B．平衡时，甲中和丙中Ｈ2的转化率均是60％
C．平衡时，丙中ｃ(CO2)是甲中的2倍，是0.012mol/L
D．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%
（3）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ，右图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ?mol—1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2反应①下列措施中能使c (CH3OH)增大的是 。
A．升高温度
B．充入He(g)，使体系压强增大
C．将H2O(g)从体系中分离出来
D．再充入1mol CO2和3mol H2
②在温度T1时，当反应达到平衡时，测得n(H2) =" 2.4" mol；其它条件不变，在温度T2时，当反应达到平衡时，测得n(CO2) =" 0.82" mol，则T2 T1。（填“＞”、“＜”或“＝”），
（4）在一定条件下科学家从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇。CH3OH、H2的燃烧热分别为：△H＝－725.5kJ/mol、△H＝－285.8kJ/mol。
①写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式： ；
②该转化的积极意义是 ；
③有人提出，可以设计反应CO2＝C＋O2（△H＞0、△S＜0）来消除CO2对环境的影响。请你判断是否可行并说出理由：
(1) ①不能 ② D （2）C (3) ① CD ② >
（4）①CO2(g)＋3H2(g)→CH3OH(l)＋H2O(l) △H＝－131.9kJ/mol
②可降低温室效应和弥补资源短缺
③不可行，该反应是一个焓增、熵减的反应，所以不能自发进行
（4）①CO2(g)＋3H2(g)→CH3OH(l)＋H2O(l) △H＝－131.9kJ/mol
②可降低温室效应和弥补资源短缺
③不可行，该反应是一个焓增、熵减的反应，所以不能自发进行
(1)反应是体积增大的，吸热放热可逆反应，所以在常温下不能自发进行。因为恒温，在容积可变的密闭容器中进行，所以I、Ⅱ、Ⅲ均不能说明。只有当CO物质的量浓度不再变化时可以说明。
（2）反应开始时丙中浓度最大，甲中浓度最小，反应速率丙最快，甲最慢。因为反应前后体积不变，而甲和丙中反应物的浓度之比相同，所以其平衡是等效的，所以C不正确。根据方程式可知 H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)
起始量（mol） 0.010 0.010 0 0
转化量（mol） x x x x
平衡量（mol） 0.010－x 0.010－x x x
所以
，解得x＝0.006，即转化率是60％。乙中最大氢气的浓度，可以提高二氧化碳的转化率。
（3）根据图像可知该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动。充入He(g)，使体系压强增大，则原体系的物质的浓度将减小，平衡向逆反应方向移动。降低生成物水的浓度，平衡向正反应方向移动，c (CH3OH)增大。若再充入1mol CO2和3mol H2，相当于增大体系的压强，平衡向正反应方向移动，c (CH3OH)增大。在温度T2时，当反应达到平衡时，测得n(CO2) =" 0.82" mol，则此时n(H2) ="2.46" mol.因为反应放热，温度越高氢气的物质的量越多，所以T2大于T1。
（4）根据盖斯定律和燃烧热的热化学方程式可以得到CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式。在反应中消耗二氧化碳，所以可以降低温室效应，同时生成甲醇可以弥补资源短缺。因为△H＞0、△S＜0，所以该反应不能自发进行。
（2）反应开始时丙中浓度最大，甲中浓度最小，反应速率丙最快，甲最慢。因为反应前后体积不变，而甲和丙中反应物的浓度之比相同，所以其平衡是等效的，所以C不正确。根据方程式可知 H2(g)+CO2(g)
H2O(g)+CO(g)起始量（mol） 0.010 0.010 0 0
转化量（mol） x x x x
平衡量（mol） 0.010－x 0.010－x x x
所以
，解得x＝0.006，即转化率是60％。乙中最大氢气的浓度，可以提高二氧化碳的转化率。（3）根据图像可知该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动。充入He(g)，使体系压强增大，则原体系的物质的浓度将减小，平衡向逆反应方向移动。降低生成物水的浓度，平衡向正反应方向移动，c (CH3OH)增大。若再充入1mol CO2和3mol H2，相当于增大体系的压强，平衡向正反应方向移动，c (CH3OH)增大。在温度T2时，当反应达到平衡时，测得n(CO2) =" 0.82" mol，则此时n(H2) ="2.46" mol.因为反应放热，温度越高氢气的物质的量越多，所以T2大于T1。
（4）根据盖斯定律和燃烧热的热化学方程式可以得到CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式。在反应中消耗二氧化碳，所以可以降低温室效应，同时生成甲醇可以弥补资源短缺。因为△H＞0、△S＜0，所以该反应不能自发进行。
练习册系列答案
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2NH3 (g) ΔH＝－92.4 kJ/mol 
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难溶于水，但步骤②中随着EDTA的加入，最终能够将
除去并获得纯度高的
。请从沉淀溶解平衡的角度加以解释 ；
0分）汽车尾气中含有CO、NO2
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（填代号）。