[题目]甲醇是一种可再生能源.由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58kJ·mol-1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.77kJ·mol-1回答下列问题:(1)反应Ⅱ的△H2= .(2)反应Ⅲ能够自� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】甲醇是一种可再生能源，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下：

反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58kJ·mol-1

反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2

反应Ⅲ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.77kJ·mol-1

回答下列问题：

(1)反应Ⅱ的△H2=______________。

(2)反应Ⅲ能够自发进行的条件是______________(填“较低温度”、“ 较高温度”或“任何温度”)。

(3)恒温，恒容密闭容器中，对于反应Ⅰ，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是________。

A.混合气体的密度不再变化

B.混合气体的平均相对分子质量不再变化

C.CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1：3：1：1

D.甲醇的百分含量不再变化

(4)对于反应Ⅰ，不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示，下列有关说法不正确的是____。

A.其他条件不变，若不使用催化剂，则250℃时CO2的平衡转化率可能位于M1

B.温度低于250℃时，随温度升高甲醇的产率增大

C.M点时平衡常数比N点时平衡常数大

D.实际反应应尽可能在较低的温度下进行，以提高CO2的转化率

(5)若在1L密闭容器中充入3molH2和1molCO2发生反应Ⅰ，则图中M点时，产物甲醇的体积分数为_____；该温度下，反应的平衡常数K=__________；若要进一步提高甲醇积分数。可采取的措施有________。

【答案】 +41.19kJ·mol-1 较低温度 BD ABD 16.7% 0.148(或者) 增大压强(降低温度)

【解析】试题分析：(1)根据盖斯定律计算反应Ⅱ的△H2；(2)根据判断反应Ⅲ能够自发进行的条件；(3)根据平衡标志判断恒温、恒容密闭容器中反应Ⅰ是否达到平衡状态；(4)根据影响反应速率、平衡移动的因素分析。(5)利用“三段式”计算甲醇的体积分数、反应的平衡常数；根据影响平衡移动的因素分析。

解析：(1)根据盖斯定律，反应Ⅰ－反应Ⅲ，得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=-49.58kJ·mol-1-(-90.77kJ·mol-1)= +41.19kJ·mol-1；(2) CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.77kJ·mol-1，该反应，才能自发进行，所以反应Ⅲ能够自发进行的条件是较低温度；(3)反应前后气体的质量不变、容器体积不变，所以密度是恒量，混合气体的密度不再变化，不一定平衡，故A错误；反应前后气体的质量不变，气体物质的量是变量，根据，混合气体的平均相对分子质量是变量，混合气体的平均相对分子质量不再变化，一定达到平衡状态，故B正确；物质浓度保持不变是平衡状态，CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1：3：1：1时，不一定平衡，故C错误；甲醇的百分含量是变量，甲醇的百分含量不再变化，一定达到平衡状态，故D正确； (4) A.催化剂不能使平衡发生移动，所以其他条件不变，若不使用催化剂，则250℃时CO2的平衡转化率仍位于M，故A错误； B.反应放热，升高温度平衡逆向移动，随温度升高甲醇的产率降低，故B错误；C. 反应放热，升高温度平衡逆向移动，M点时平衡常数比N点时平衡常数大，故C正确； D.温度太低，反应速率太慢，实际生产应考虑反应速率和CO2的转化率两个因素，故D错误。