Question

【题目】中共十九大报告指出，加快水污染防治、实施流域环境和近岸海域综合治理、环境污染的治理是化学工作者研究的重要课题，也是践行“绿水青山就是金山银山”的重要举措。在适当的条件下，将CO2转化为甲醇、甲醚等有机物，既可降低CO2造成的温室效应对环境的影响，还可得到重要的有机产物。

（1）已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=484 kJ/mol

②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=50 kJ/mol

则2CH3OH(g)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(g) ΔH，ΔH=____。

（2）已知T K时，某恒容密闭容器中存在如下反应：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0，测得容器中不同时刻时各物质的浓度(mol/L)如表所示：

	c(CO2)	c(H2)	c(CH3OCH3)	c(H2O)
开始时	a	b	0	0
10 s时	3	0.5	c	1.5

①若反应开始到10s时间段内，v(H2)=____。

②若TK时，化学平衡常数K=15，则10s时v(正)___v(逆)（填“>”“<”或“=”），此时CO2的转化率为____。

（3）一定条件下，向某恒容密闭容器中充入x mol CO2和ymolH2，发生的反应为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=50 kJ·mol1。图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为___（填“a”或“b”）。

Answer 1

【答案】1352kJ/mol 0.3mol/(L·s) > 25% a

【解析】

（1）利用盖斯定律，对热化学方程式乘以某数后，再直接进行相加减；

（2）①利用速率的本义，求浓度的改变量和时间的改变量，相除即可；

②将浓度商和平衡常数进行比较，判断反应进行的方向；利用转化率概念的本义，求出转化量除去原二氧化碳总量即可；

（3）平衡常数只是温度的函数。正向放热的反应，升温，平衡常数将减小。

（1）分析所给的总热化学方程式与题给的两个热化学方程式，将①×3-②×2即得：2CH3OH(g)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(g)，其ΔH=-484kJ/mol×3+50kJ/mol×2=-1352kJ/mol；

（2）①由化学方程式中和表中的数据可知，反应开始到10s时，消耗H2的浓度为3mol/L，故=0.3mol/(L·s)；

②由化学方程式知，c=0.5，==12<K，反应仍向右进行，故v(正)>v（逆）。10s时，消耗的c(CO2)=1.5mol/L×=1.0mol/L，a=4，故CO2的转化率为=25%；

（3）该反应是放热反应，升高温度反应向左进行，会使平衡常数减小，曲线a符合。