Question

随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了普遍的重视．
（1）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产甲醇：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）如图甲表示该反应进行过程中能量的变化．该反应是

 

（填“吸热”或“放热”）反应．
（2）某温度下，若将6mol CO₂和8mol H₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化的曲线如图乙实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）．在反应进行的0～1min内，该反应的速率v（H₂）=

 

．8min时，容器中CO₂的物质的量浓度为

 

mol?L^-1．
（3）下列各项中，不能够说明CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）已达到平衡的是

 

（填选项）．
A．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化
B．一定条件下，CH₃OH分解的速率和CH₃OH生成的速率相等
C．一定条件下，H₂O（g）的浓度保持不变
D．一定条件下，单位时间内消耗1mol CO₂，同时生成1mol CH₃OH
（4）16g液态甲醇（CH₃OH）在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出Q kJ的热量，写出甲醇燃烧的热化学方程式：

 

．

Answer 1

考点：反应热和焓变,热化学方程式,化学平衡状态的判断

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）反应物能量高于生成物，反应放热；
（2）据图可知△c（H₂），利用v（H₂）=

△c(H2)

△t

求算；根据H₂的物质的量的变化，求算；
（3）化学平衡状态判断的关键是v（正）=v（逆）和各组分的浓度保持不变，据此分析；
（4）16g甲醇即0.5mol，注意物质状态和△H的值与化学计量数的对应．

解答： 解：（1）从图上可见，反应物能量高于生成物，反应放热，故答案为：放热；
（2）1min内，氢气的物质的量减少了2mol，v（H₂）=

△c(H2)

△t

=

2mol 2L

1min

=1mol/（L?min）；8min时，氢气反应了6mol，据化学方程式，CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），二氧化碳应反应2mol，剩余4mol，所以其浓度为：

4mol

2L

=2mol/L，故答案为：1mol/（L?min）；2；
（3）A、因反应前后的气体体积有变化，所以恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化，说明反应达到了平衡状态，故A正确；
B、一定条件下，CH₃OH分解的速率和CH₃OH生成的速率相等说明v（正）=v（逆），反应达到了平衡状态，故B正确；
C、物质的浓度保持不变，说明反应达到了平衡状态，故C正确；
D、消耗CO₂，同时生成 CH₃OH都是指v（正），故D错误．
故选：D．
（4）16g甲醇即0.5mol，其燃烧放热为QKJ，所以其燃烧的热化学方程式为：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-4Q kJ?mol^-1，
故答案为：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-4Q kJ?mol^-1．

点评：本题主要考查了化学反应速率的求算、化学平衡状态的判断和热化学方程式的书写，需要注意的有：物质的状态、反应热的数值与单位，反应热的数值与化学方程式前面的系数成正比，题目难度不大．