题目内容
【题目】I．在一定条件下aA＋bB
cC+dD达到平衡时，请填写：
（1）若A、B、C、D都是气体，在加压后平衡向逆反应方向移动，则a、b、c、d关系是__________________。
（2）已知B、C、D是气体，现增加A的物质的量，平衡不移动，说明A是__________________（填状态）。
（3）若容器容积不变，加入气体B，气体A的转化率__________________（填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）若加热后，C的百分含量减小，则正反应是__________________反应（填“放热”或“吸热”）。
（5）若保持容器压强不变，且A、B、C、D都是气体，向容器中充入稀有气体，则化学平衡正向移动，则a、b、c、d关系是__________________。
Ⅱ．工业上一般采用下列反应合成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。
（1）在一定温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)＝0.5mol·L－1。该反应的平衡常数K＝__________________。
（2）若在一体积可变的容器中充入l molCO、 2mol H2和1mol CH3OH，达到平衡吋测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，则该反应向__________________(填“正”、“逆”)反应方向移动。
（3）若在温度和容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投人反应物，测得反应达到平衡吋的有关数据如下表：
容器 | 反应物投入的量 | 反应物的转化率 | CH3OH的浓度(mol/L) | 能量变化（Q1、Q2、Q3均大于0） |
1 | 2molCO和4molH2 | a1％ | c1 | 放出Q1kJ热量 |
2 | 2molCH3OH | a2％ | c2 | 吸收Q2kJ热量 |
3 | 4molCO和8molH2 | a3％ | c3 | 放出Q3kJ热量 |
则下列关系正确的是 __________________。
A． c1=c2 B．2Q1=Q3 C．2a1=a3 D．a1 +a2 =1 E．该反应若生成2mol CH3OH，则放出(Q1+Q2)kJ热量
【答案】 a+b＜c+d 固体或液体 增大 放热 a+b＜c+d 0.25 L2/mol2（或表示为
L2/mol2） 正 ADE
【解析】(1).增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，若A、B、C、D都是气体，加压后平衡向逆反应方向移动，说明逆反应方向为气体体积减小的方向，则a+b＜c+d，故答案为：a+b＜c+d；
(2).已知B、C、D是气体，增加A的物质的量，平衡不移动，说明A是固体或液体，不是气体，故答案为：固体或液体；
(3).若容器容积不变，加入气体B，平衡正向移动，气体A的转化率增大，故答案为：增大；
(4).升高温度，平衡向吸热反应方向移动，加热后，C的百分含量减小，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故答案为：放热；
(5).A、B、C、D都是气体，保持容器压强不变，向容器中充入稀有气体，容器的体积增大，相当于减小压强，化学平衡正向移动，说明正反应方向为气体体积增大的方向，则a+b＜c+d，故答案为：a+b＜c+d；
II. (1).在一定温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)＝0.5mol·L－1，根据三段式法有：
CO(g)＋2H2(g) 
CH3OH(g)
起始浓度(mol·L－1) 1 3 0
转化浓度(mol·L－1) 0.5 1 0.5
平衡浓度(mol·L－1) 0.5 2 0.5
则平衡常数K=
=0.25 L2/mol2，故答案为：0.25 L2/mol2(或表示为
L2/mol2)；
(2).CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)的正反应为气体体积减小的反应，若在一体积可变的容器中充入l molCO、 2molH2和1molCH3OH，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，因反应前后气体的质量不变，达到平衡后混合气体的密度增大，说明反应向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，故答案为：正；
(3).A. 1、2两个容器相比较，把容器2中2molCH3OH转化为左端反应物，相当于加入2molCO和4molH2，和容器1是等效的，所以平衡时甲醇的浓度c1=c2，故A正确；B. 1、3两个容器相比较，容器3中反应物的物质的量为容器1的2倍，相当于增大压强，对于反应CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，平衡向生成甲醇的方向移动，则2Q1<Q3，故B错误；C. 1、3两个容器相比较，容器3中反应物的物质的量为容器1的2倍，相当于增大压强，对于反应CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，平衡向生成甲醇的方向移动，则a1<a3<2a1，故C错误；D. 1、2两个容器处于相同的平衡状态，而且反应方向相反，则α1+α2=1，故D正确；E. 1、2两个容器处于相同的平衡状态，而且反应方向相反，两个方向转化的和恰好为2mol，所以该反应若生成2molCH3OH，则放出(Q1+Q2)kJ的热量，故E正确；答案选ADE。
【题目】CO2的利用是国际社会普遍关注的问题。
（1）CO2的电子式是______。
（2）CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇，但若反应温度过高，乙二醇会深度加氢生成乙醇。
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步：
Ⅰ．
Ⅱ．EC加氢生成乙二醇与甲醇
① 步骤Ⅱ的热化学方程式是______。
② 研究反应温度对EC加氢的影响（反应时间均为4小时），实验数据见下表：
反应温度/ ℃ | EC转化率/ % | 产率/ % | |
乙二醇 | 甲醇 | ||
160 | 23.8 | 23.2 | 12.9 |
180 | 62.1 | 60.9 | 31.5 |
200 | 99.9 | 94.7 | 62.3 |
220 | 99.9 | 92.4 | 46.1 |
由上表可知，温度越高，EC的转化率越高，原因是______。温度升高到220 ℃时，乙二醇的产率反而降低，原因是______。
（3）用稀硫酸作电解质溶液，电解CO2可制取甲醇，装置如下图所示，电极a接电源的______极（填“正”或“负”），生成甲醇的电极反应式是______。
（4）CO2较稳定、能量低。为实现CO2的化学利用，下列研究方向合理的是______（填序号）。
a．选择高能量的反应物和CO2反应获得低能量的生成物
b．利用电能、光能或热能活化CO2分子
c．选择高效的催化剂