题目内容

目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究其反应原理，现进行如下实验，在体积为2L的密闭容器中，充入2mol CO2和6mol H2，一定条件下发生反应：CO2 （g）+3H2 （g）CH3OH（g）+H2O（g）；△H=-49.0kJ?mol-1，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示，下列说法正确的是（　　）
分析：A、根据热化学方程式的含义和可逆反应的特征来回答；
B、根据反应速率v=
△c
△t
来计算回答；
C、根据等效平衡原理知识来回答；
D、根据化学平衡状态的标志：v（正）=v（逆）来判断．
解答：解：A、2molCO2和6molH2反应达到平衡时，反应物不能进行彻底，所以放热小于73.5kJ，故A错误；
B、从反应开始到平衡，CO2的平均速率v（CO2）
△c
△t
=
1mol/L-0.25mol/L
10s
=0.075mol/（L?S），故B错误；
C、再充入1molCO2和3molH2所建立的平衡和充入2mol CO2和6mol H2时的平衡是等效的，CO2的转化率不变，故C正确；
D、v（正）=v（逆）是化学平衡状态的标志，但是反应进行到3S时未达平衡，故D错误．
故选C．
点评：本题考查较为综合，涉及反应速率、热化学方程式的含义以及化学平衡移动原理知识，难度中等．
练习册系列答案
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（2008?安庆模拟）Ⅰ．由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），如右上图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．
（1）为探究反应原理，现进行如下实验：T1℃时，在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如右下图所示．从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H2）=
0.225
0.225
mol?L-1?min-1．
（2）该反应平衡常数K的表达式为
5.3
5.3
．
（3）温度变为T2℃（T1＞T2），平衡常数K
增大
增大
（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（4）不能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
D
D
．
A．容器中压强不变        B．混合气体中  c（CO2）不变
C．v正（H2）=v逆（H2O）    D．c（CO2）=c（CO）
（5）下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的有
CD
CD
．
A．升高温度；      B．加入催化剂；    C．将H2O（g）从体系中分离；
D．再充入1molCO2和3molH2；   E．充入He（g），使体系总压强增大．
Ⅱ．在温度t℃下，某NaOH的稀溶液中c（H+）=10-amol/L，c（OH-）=10-bmol/L，已知a+b=12
该温度下水的离子积Kw=
1×10-12
1×10-12
；t
大于
大于
25℃（填“大于”、“小于”或“等于”）．向该溶液中逐滴加入pH=c的盐酸（t℃），测得混合溶液的部分pH如表所示．
序号 NaOH溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH
① 20.00 0.00 8
② 20.00 20.00 6
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则c为
4
4
．
以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工．
（1）将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气．反应为：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ?mol-1．
①该反应在常温下
不能
不能
自发进行（填“能”或“不能”）；
②一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是
bd
bd
（填字母，下同）．
a．容器中的压强不变        b．1mol H-H键断裂的同时，断裂2mol H-O键
c．c（CO）=c（H2）        d．密闭容器的容积不再改变
③若在一容积不变的密闭容器中，发生上述反应，充入N2，则平衡
不
不
（填“正向”、“逆向”或“不”）移动．
若在一容积可变的密闭容器中，发生上述反应，充入N2，则平衡
正向
正向
（填“正向”、“逆向”或“不”）移动．
（2）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），得到如下三组数据：
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
H2O CO H2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 6
2 900 1 2 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①实验1中以v（CO2）表示的反应速率为
0.13mol/（L．min）
0.13mol/（L．min）
（取小数点后两位）；
②该反应为
放热
放热
（填“吸热”或“放热”）反应，实验2的化学平衡常数K=
0.17
0.17
（取两位有效数字）
（3）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇．一定条件下发生反应：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H＜0．在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，下列条件能使上述反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是
c
c
（填写序号字母）．
a．及时分离出CH3OH气体                
b．适当升高温度
c．保持容器的容积不变，再充入1mol CO2和3mol H2
d．选择高效的催化剂．
由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2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表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．

（1）写出该反应的热化学方程式
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-（n-m）kJ?mol?1
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-（n-m）kJ?mol?1
．
（2）关于该反应的下列说法中，正确的是
C
C
．
A．△H＞0，△S＞0                 B．△H＞0，△S＜0
C．△H＜0，△S＜0                 D．△H＜0，△S＞0
（3）该反应的平衡常数K的表达式为：
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
．
（4）温度降低，平衡常数K
增大
增大
（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（5）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v （H2）=
0.225mol/（L．min）
0.225mol/（L．min）
．
（6）下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的有
C
C
．
A．升高温度                      B．加入催化剂
C．将H2O（g）从体系中分离          D．充入He（g），使体系总压强增大．
煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程．
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为：C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）；△H=+131.3kJ?mol-1，
一定温度下，在一个容积可变的密闭容器中，发生上述反应，下列能判断该反应达到化学平衡状态的是
bc
bc
  （填字母序号）．
a．容器中的压强不变        b．1mol H-H键断裂的同时断裂2molH-O键
c．v正（CO）=v逆（H2O）    d．c（CO）=c（H2）
（2）830K时，在密闭容器中发生下列可逆反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0
试回答下列问题：
①若起始时c（CO）=2mol?L-1，c（H2O）=3mol?L-1，达到平衡时CO的转化率为60%，则在该温度下，该反应的平衡常数K=
1
1
．
②在相同温度下，若起始时c（CO）=1mol?L-1，c（H2O）=2mol?L-1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5mol?L-1，则此时该反应v（正）
大于
大于
v（逆）（填“大于”“小于”或“等于”）
③若降低温度，该反应的K值将
增大
增大
（填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），如图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，下列措施中能使c（CH3OH）增大的是
cd
cd
．
a．升高温度
b．充入He（g），使体系压强增大
c．将H2O（g）从体系中分离出来
d．再充入1mol CO2和3mol H2．
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．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
图1表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．
①该反应是
放热
放热
（填“吸热”或“放热”）反应．
②反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？
否
否
（填“是”或“否”）．
（2）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2所示（实线）．
①该条件下反应的平衡常数K=
0.5
0.5
．
②仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图2中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是
升高温度
升高温度
，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是
增大压强
增大压强
．
③下列措施中能使H2转化率增大的是
CD
CD
．
A．升高温度    B．充入He（g），使体系压强增大     C．将H2O（g）从体系中分离出来    D．再充入3mol CO2
（3）如将CO2与H2以1：4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4．
已知：
CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1=-890.3kJ?mol-1
H2（g）+
12
O2（g）═H2O（l）△H2=-285.8kJ?mol-1
写出CO2（g）与H2（g）反应生成CH4（g）与液态水的热化学方程式
CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=-252.9kJ?mol-1
CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=-252.9kJ?mol-1
．

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