Question

【题目】二氧化碳是用途非常广泛的化工基础原料，回答下列问题:

（1）工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。

已知; CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) △H=-131.0kJ/mol;

H2(g)+ O2(g)= H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol。

CH3OH的燃烧热△H=_______。

（2）在催化剂作用下，CO2和CH4可以直接转化为乙酸:

CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) △H=+36.0 kJ/mol

在不同温度下乙酸的生成速率变化如右图所示。

①当温度在250℃～300℃范围时，乙酸的生成速率减慢的主要原因是______，当温度在300℃～400℃范围时，影响乙酸生成速率的主要因素是________。

②欲使乙酸的平衡产率提高，应采取的措施是________(填标号)。

A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强

（3）高温下，CO2与足量的碳在密闭容器中实现反应: C(s)+CO2(g)2CO(g)。

①向容积为1L的恒容容器中加入0.2molCO2，在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如右图所示。则该反应为_____(填“放热”或“吸热”)反应，某温度下，若向该平衡体系中再通入0.2molCO2,平衡____(填“正向”“逆向”“不”)移动，达到新平衡后，体系中CO的百分含量________ (填“变大”“变小”“不变”)。

②向压强为p体积可变的恒压容器中充入一定量CO2,650℃时反应达平衡，CO的体积分数为40.0%,则CO2的转化率为_________。气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数，用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)，此温度下，该反应的化学平衡常数Kp=_________(用含p的代数式表示)，若向平衡体系中再充入V(CO2): V(CO)=5:4的混合气体,平衡______(填“正向”“逆向”“不”)移动。

Answer 1

【答案】 726.4kJ/mol 催化剂活性降低 温度 A C 吸热 正向 变小 25% （或0.267p） 逆向

【解析】(1)已知：①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)△H=-131.0kJ/mol，②H2(g)+ O2(g)= H2O(l) △H=-285.8kJ/mol。根据盖斯定律，将②×3-①得：CH3OH(l)+ O2(g)→2H2O(l)+ CO2(g) △H=(-285.8kJ/mol)×3-(-131.0kJ/mol)= 726.4kJ/mol，CH3OH的燃烧热△H=726.4kJ/mol，故答案为：726.4kJ/mol；

(2)①催化剂的活性与温度有关，当温度在250℃～300℃范围时，乙酸的生成速率减慢的主要原因是催化剂活性降低，温度越高，反应速率越快，当温度在300℃～400℃范围时，影响乙酸生成速率的主要因素是温度，故答案为：催化剂活性降低；温度；

②欲使乙酸的平衡产率提高，应该使平衡正向移动。A.正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，乙酸的平衡产率提高，正确；B. 正反应为吸热反应，降低温度，平衡逆向移动，乙酸的平衡产率降低，错误；C.增大压强，平衡正向移动，乙酸的平衡产率提高，正确；D.降低压强，平衡逆向移动，乙酸的平衡产率降低，错误；故选AC；

(3)①随着温度的升高，CO2的物质的量浓度逐渐减小，说明平衡正向移动，因此该反应属于吸热反应，某温度下，若向该平衡体系中再通入0.2molCO2，平衡正向移动，充入二氧化碳后，相当于增大压强，平衡向逆反应方向进行，达到新平衡后，体系中CO的百分含量减小，故答案为：吸热；正向；变小；

②设充入的二氧化碳的物质的量为x，反应的二氧化碳为y，根据C(s)+CO2(g)2CO(g)，有×100%=40.0%，则==25%，气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数，则二氧化碳的气体分压=60%p，一氧化碳的气体分压=40%p，Kp==，若向平衡体系中再充入V(CO2):V(CO)=5:4的混合气体，V(CO2):V(CO)= 5:4小于原平衡状态下的60%：40%=3:2，因此平衡逆向移动，故答案为：25%； ；逆向。