题目内容
【题目】研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)=2Fe(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1
C(石墨)＋CO2(g)=2CO(g) ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为___________________________
（2）某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同温度条件下反应：
CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ·mol－1
测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示，回答问题：
①该反应的平衡常数表达式K=_______________；
②曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为：KⅠ_________KⅡ（填“＞”、“＝”或“＜”)。
③下列措施中能增大CO2转化率的是____________。（填序号）
A．升高温度 | B．充入He(g)使体系压强增大 |
C．将H2O(g)从体系中分离 | D．再充入一定量CO2 |
④下列图像正确且能表明在t时刻反应一定处于平衡状态的是__________。（填序号）
【答案】Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－28.5 kJ·mol－1 
＞ C BC
【解析】
根据盖斯定律计算反应热；根据化学平衡状态的特征和平衡移动原理分析与化学平衡相关的问题。
（1）①Fe2O3（s）+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol-1
②C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJmol-1
依据盖斯定律①-②×3得到热化学方程式为：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5 kJmol-1；
（2）①由CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可知，K=；
②II到达平衡时间小于I，说明II反应速率大于I，故TⅡ＞TⅠ，由于正反应是放热反应，平衡时II中CH3OH的物质的量小于I，平衡向逆反应方向移动，导致化学平衡常数越小，所以KⅠ＞KⅡ；
③A．正反应是放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小，故A不选；
B．充入He（g）使体系压强增大，但各组分的浓度不变，平衡不移动，故B不选；
C．将H2O（g）从体系中分离，减少生成物的浓度，平衡正向移动，二氧化碳的转化率变大，故C选；
D．再充入一定量CO2，平衡正向移动，但本身的转化率减少，故D不选；
故选C；
④A、平衡常数是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，所以A不能做平衡状态的标志；
B、该反应前后气体的分子数有变化，故气体的平均摩尔质量是变量，当其不变时，说明各物质的量不变，B可说明反应达平衡状态；
C、该反应前后气体的分子数有变化，故压强是变量，当其不变时，说明各物质的量不变，C可说明反应达平衡状态；
D、气体的密度始终不变，所以D不能做平衡状态的标志；
故选BC。
