题目内容
CO2的固定和利用在降低温室气体排放中具有重要作用，从CO2加氢合成甲醇不仅可以有效缓解减排压力，还是其综合利用的一条新途径。CO2和H2在催化剂作用下能发生反应CO2＋3H2
CH3OH＋H2O，测得甲醇的理论产率与反应温度、压强的关系如图所示。请回答下列问题：
（1）提高甲醇产率的措施是 。
（2）分析图中数据可知，在220 ℃、5MPa时，CO2的转化率为 ，再将温度降低至
140℃，压强减小至2MPa，化学反应速率将 （填“增大、减小 或 不变“ 下同），CO2的转化率将 。
（3）200℃时，将0.100molCO2和0.275molH2充入1L密闭容器中，在催化剂作用下反应达到平衡。若CO2的转化率为25%，则此温度下该反应的平衡常数K＝ 。(要求写出算式和计算结果)
（4）已知已知：CO的燃烧热△H＝－283.0KJ/mol、2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) △H＝－483.6KJ/mol、
CO(g)+2H2(g)＝CH3OH(g) △H＝－90.1KJ/mol，写出CO2与H2合成甲醇的热化学方程式 。
（1）降温、加压（2分） （2）25%（2分） 减小（2分） 增大（2分）
（3）
＝
＝1.04 （3分）
（4）CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ?H＝-48.9 kJ/mol（3分）
解析试题分析：（1）根据图像可知，随着温度的升高，甲醇的产率降低，这说明正方应是放热反应。再温度相同时，增大压强，甲醇的产率增大，所以提高甲醇产率的措施是降温、加压。
（2）分析图中数据可知，在220 ℃、5MPa时，甲醇的产率是25%。根据碳原子守恒，1molCO2生成1mol甲醇，因此甲醇的产率就是CO2的转化率，所以CO2的转化率为25%。降温并同时降低压强，反应速率减小。由于正方应是放热的体积减小的可逆反应，因此降温和降低压强平衡均向正反应方向移动，所以CO2的转化率增大。
（3） CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
起始浓度（mol/L）0.100 0.275 0 0
转化浓度（mol/L）0.0250 0.0750 0.0250 0.0250
平衡浓度（mol/L）0.0750 0.200 0.0250 0.0250
所以该温度下反应的平衡常数K＝＝＝1.04
（4）CO的燃烧热△H＝－283.0KJ/mol，则有热化学方程式①2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H＝－566.0KJ/mol。又因为反应②2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) △H＝－483.6KJ/mol、③CO(g)+2H2(g)＝CH3OH(g) △H＝－90.1KJ/mol，所以根据盖斯定律可知，(③×2－①＋②)÷2，及得到反应CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，所以该反应的反应热?H＝（－90.1KJ/mol×2＋566.0KJ/mol－483.6KJ/mol）÷2＝-48.9 kJ/mol。
考点：考查考查外界条件对反应速率和平衡状态的影响；反应速率和平衡常数的计算以及盖斯定律的应用
N2(g)+2CO2(g) △H＜0。 
CH3OH(g)；CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示。
(14分)CO2是一种主要的温室气体，研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示。
①在通常状况下，金刚石和石墨中， （填“金刚石”或“石墨”）更稳定，石墨的燃烧热为 kJ·mol－1。
②石墨与CO2反应生成CO的热化学方程式： 。
（2）采用电化学法可将CO2转化为甲烷。试写出以氢氧化钾水溶液作电解质时，该转化的电极反应方程式 。
（3）CO2为原料还可合成多种物质。工业上常以CO2(g) 与H2(g)为原料合成乙醇。
①已知：H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol－1
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H=－41.2kJ·mol－1
2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H= －256.1kJ·mol－1。
则：2CO2(g)+6H2(g) 
CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H= 。
②下图是一种以烟道气为原料合成乙醇的工作原理示意图。
对上述流程的分析，下列说法正确的是 。
| A．该流程至少包含4种形式的能量转化 |
| B．装置X中阴极反应为：2H2O－4e－=4H++O2↑ |
| C．合成塔中生成乙醇的反应是化合反应 |
| D．流程设计体现了绿色化学思想 |
(1)臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。
①臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：
6Ag(s)+O3(g)＝3Ag2O(s)；△H＝－235．8 kJ/mol。
己知：2 Ag2O(s)＝4Ag(s)+O2(g)；△H＝+62.2kJ/mol，则O3转化为O2的热化学方程式为 ；②科学家P．Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生，阴极附近的氧气则生成过氧化氢，阴极电极反应式为 。
| 时间/min浓度(mol/L) | NO | N2 | CO2 |
| 0 | 1.00 | 0 | 0 |
| 10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 |
| 20 | 0.40 | 0·30 | 0.30 |
| 30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
| 40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
| 50 | 0.32 | 0.34 | 0.l7 |
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为： C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g)。某研究小组向某密闭的真空容器(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭，恒温(T1℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：①10 min～20 min以内v(CO2)表示的反应速率为
②根据表中数据，计算T1℃时该反应的平衡常数K＝ (保留两位小数)；
③下列各项能作为判断该反应达到平衡状态的是 (填序号字母)；
A．容器内压强保持不变
B．2v正(NO)=v逆(N2)
C．容器内CO2的体积分数不变
D．混合气体的密度保持不变
④30 min时改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是 ；
⑤一定温度下，随着NO的起始浓度增大，则NO的平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
图a是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，图b是反应中的CO和NO的浓度随时间变化的示意图。根据图意回答下列问题：
a b
(1)写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)从反应开始到平衡，用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)＝ 。
(3)此温度下该反应的平衡常数K= ；温度降低，K （填“变大”、“变小”或“不变”）
(4)若在温度和容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡吋的有关数据如下表：
| 容 器 | 甲 | 乙 | 丙 |
| 反应物投入量 | 1 mol NO2 1 mol CO | 2 mol NO 2 mol CO2 | 1 mol NO2、1 mol CO 1 mol NO、1 mol CO2 |
| 平衡时c(NO) /mol·L-1 | 1.5 | 3 | m |
| 能量变化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 放出c kJ |
| CO或NO的转化率 | α1 | α2 | α3 |
则：α1+α2= ， a+b/2= ,m=
