Question

【题目】2009年12月7日～18日在丹麦首都哥本哈根召开了世界气候大会，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，即2012年至2020年的全球减排协议，大会倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2 ， 引起了各国的普遍重视．过渡排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源．目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），图1表示该反应过程中能量（单位为kJmol﹣1）的变化：

（1）关于该反应的下列说法中，正确的是（填字母）．
A.△H＞0，△S＞0
B.△H＞0，△S＜0
C.△H＜0，△S＜0
D.△H＜0，△S＞0
（2）为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为l L的密闭容器中，充入l mol CO2和3mol H2 ， 一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），经测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．
①从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v（CO2）= ．
②该反应的平衡常数表达式K= ．
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是（填字母）．
A．升高温度 B．将CH3OH（g）及时液化抽出
C．选择高效催化剂 D．再充入l molCO2和3molH2
（3）25℃，1.01×105Pa时，16g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，写出该反应的热化学方程式： ．

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）0.075mol/（L?min）；；BD
（3）CH3OH（l） + O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣738.4kJ?mol﹣1
【解析】（1）依据反应和图象分析判断：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），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。
（2）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依据化学平衡列式计算为：
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）
起始量（mol/L） 1 3 0 0
变化量（mol/L） 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量（mol/L） 0.25 0.75 0.75 0.75
CO2的平均反应速率v（CO2）= =0.075molL﹣1min﹣1 ， 所以答案是：0.075 molL﹣1min﹣1；
②该反应的平衡常数表达式K=
③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；（3）25℃，1.01×105Pa时，16g 液态甲醇物质的量为0.5mol，完全燃烧，当恢复到原状态时，放出369.2kJ的热量，依据书写热化学方程式的方法写出该反应的热化学方程式为：CH3OH（l）+ O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=﹣738.4 kJmol﹣1。
【考点精析】通过灵活运用化学平衡状态本质及特征，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）即可以解答此题．