Question

13．以CO₂为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点，下面为CO₂加氢制取低碳醇的热力学数据：
反应Ⅰ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0  kJ•mol^-1
反应Ⅱ：2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）△H=-173.6kJ•mol^-1
（1）写出由CH₃OH（g）合成CH₃CH₂OH（g）的热化学反应方程式：2CH₃OH（g）=CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）△H=-75.6 kJ•mol^-1
（2）对反应Ⅰ，在一定温度下反应达到平衡的标志是cd（选填编号）
a．反应物不再转化为生成物 b．平衡常数K不再增大
c．CO₂的转化率不再增大 d．混合气体的平均相对分子质量不再改变
（3）在密闭容器中，反应Ⅰ在一定条件达到平衡后，其它条件恒定，能提高CO₂转化率的措施是AD A、降低温度        B、补充CO₂     C、加入催化剂       D、移去甲醇．

Answer 1

分析 （1）根据已知反应II-I×2得：2CH₃OH（g）=CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g），据盖斯定律计算焓变；
（2）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变，以此分析解答；
（3）密闭容器中，反应Ⅰ在一定条件达到平衡后，其它条件恒定，能提高CO₂转化率的措施即使得平衡正向移动的因素即可．

解答 解：（1）已知：反应I：CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0 kJ•mol^-1
反应II：2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）△H=-173.6kJ•mol^-1
根据盖斯定律II-I×2得：2CH₃OH（g）=CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）；△H=-75.6 kJ•mol^-1．
故答案为：2CH₃OH（g）=CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）△H=-75.6 kJ•mol^-1；
（ 2）a．反应物不再转化为生成物的状态不能说明正逆反应速率相等，不一定平衡，故a错误；
b．平衡常数只受温度影响，温度不变，K不变，在非绝热容器中，温度不变，K不再增大的状态不一定平衡，故B错误；
c．CO₂的转化率不再增大，证明反应达到了平衡状态，故C正确；
d．混合气体的平均相对分子质量等于质量和物质的量的比值，质量不变，物质的量变化，所以平均相对分子质量变化，当进行到不变的状态是平衡状态，故d正确；
故选：cd；
（3）A、降低温度，平衡正向移动，反应物转化率增大，故A正确；
B、补充CO₂会使得转化率减小，故B错误；
C、加入催化剂不会引起平衡的移动，反应物转化率不变，故C错误；
D、移去甲醇，会使得平衡正向移动，反应物的转化率增加，故D正确．
故选AD．

点评 本题涉及盖斯定律的使用以及化学平衡移动的影响因素的应用知识，难度中等，注意知识的归纳和梳理是关键．