Question

【题目】过度排放CO2会造成“温室效应”，为了减少煤燃烧对环境造成的污染，煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径．煤综合利用的一种途径如图所示．
（1）已知C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H1=+131.3kJmol﹣1 ， C（s）+2H2O（g）═CO2（g）+2H2（g）△H2=+90kJmol﹣1 ． 则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是 ．
（2）用如图原电池装置可以完成过程⑤的转化，该装置b电极的电极反应式是 ．
（3）在压强为0.1MPa条件下，容积为V L的密闭容器中a mol CO与2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），CO的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示，则： ①p1p2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②在其他条件不变的情况下，向容器中再增加a mol CO与2a mol H2 ， 达到新平衡时，CO的平衡转化率（填“增大”、“减小”或“不变”）．
③在p1下，100℃时，CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）反应的平衡常数为（用含a、V的代数式表示）．
（4）右上图表示CO2与H2反应生成CH3OH和H2O的过程中能量（单位为kJmol﹣1）的变化： 关于该反应的下列说法中，正确的是（填编号）．
A.△H＞0，△S＞0
B.△H＞0，△S＜0
C.△H＜0，△S＜0
D.△H＜0，△S＞0
（5）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2 ， 一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化的曲线如图所示： ①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v（CO2）= ．
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是（填编号）．

A．升高温度
B．将CH3OH（g）及时液化移出
C．选择高效催化剂
D．再充入1mol CO2和3mol H2 ．

Answer 1

【答案】
（1）CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=﹣41.3kJ?mol﹣1
（2）O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣
（3）＜；增大；
（4）C
（5）0.075mol?L﹣1?min﹣1；BD
【解析】解：（1）C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H1=+131.3kJmol﹣1①

C（s）+2H2O（g）=CO2（g）+2H2（g）△H2=+90kJmol﹣1②

由盖斯定律②﹣①得：

CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=﹣41.3kJmol﹣1

所以答案是：CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=﹣41.3kJmol﹣1；（2）燃料电池中燃料在原电池负极失电子发生氧化反应，正极是氧气得到电子在酸性环境中生成水，即正极电极反应：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣；

所以答案是：O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣；（3）①温度相同时，作垂直x轴的辅助线，发现压强为P2的CO的转化率高，该反应正反应为体积减小的反应，压强增大平衡向体积减小的方向移动，即向正反应应移动，CO的转化率增大，所以P1＜P2，所以答案是：＜；②在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入a mol CO（g）、2a mol H2（g），等效为在原平衡的基础上增大一倍压强，平衡向正反应移动，CO的转化率增大；

所以答案是：增大；③在压强为0.1MPa条件下，容积为V L的密闭容器中a mol CO与2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇．即

	CO（g）+	2H2（g）═	CH3OH（g）
起始浓度			0
转化浓度
平衡浓度

则K= = ；

所以答案是：K= ；（4）依据反应和图象分析判断：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），气体的物质的量减少，反应是熵减少的反应△S＜0；反应物能量高于生成物的能量，判断反应是放热反应，△H＜0，

所以答案是：C；（5）二氧化碳是反应物随反应进行浓度减小，甲醇是生成物，随反应进行浓度增大；10nim内达到平衡，生成甲醇浓度为0.75mol/L，二氧化碳浓度变化了0.75mol/L，则：①二氧化碳的反应速率V（CO2）= =0.075mol/Lmin；

所以答案是：0.075 molL﹣1min﹣1②措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是：

A、反应是放热反应，升温平衡逆向进行；故A错误；

B、将CH3OH（g）及时液化抽出，减小生成物的量，平衡正向进行，故B正确；

C、选择高效催化剂只能改变速率，不改变化学平衡，故C错误；

D、再充入l molCO2和4molH2，增大压强平衡正向进行，故D正确；

故选：BD；

【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态本质及特征的相关知识，掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）．