Question

CO2是最重要温室气体,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2具有重大意义。

（1）科学家用H2和CO2生产甲醇燃料。为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3．25 mol H2，在一定条件下反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化关系如图所示。

①写出该反应的化学方程式_______________________  计算从反应开始到3 min时，氢气的平均反应速率v(H2)＝____________________。

②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是___________________ 。

A  在原容器中再充入1 mol H2          B  在原容器中再充入1 mol CO2   

C   缩小容器的容积              D  使用更有效的催化剂

E．在原容器中充入1 mol He  F．将水蒸气从体系中分离出

（2）科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料，其热化学反应方程式为:2CO2(g)＋6H2(g)      CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，

（3）在一定压强下，测得该反应的实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。

温度(K) CO2转化率/(%) n(H2)/n(CO2)	500	600	700	800
1．5	45	33	20	12
2	60	43	28	15
3	83	62	37	22

①上述反应的a________0(填“大于”或“小于”)。

②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，则该反应的反应热a值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③在一定温度下，增大的值，CO2转化率_________，生成乙醇的物质的量________(填“增大”、“减小”、“不变”或“不能确定”)。

Answer 1

【答案】（1） ① CO2  ＋3H2 CH3OH ＋H2O ；0．375 mol·L－1·min－1　②A、C、F；

 （2） ①小于 ；②不变 ；③增大，增大。

【解析】

试题分析：（1）①根据题意可得该反应的化学方程式是CO2 ＋3H2  CH3OH ＋H2O；V(CO2)=(1．00-0．25)mol÷2L÷3min=0．125mol/(L·min),V(H2)=3 V(CO2)=0．375mol/(L·min), ②A．增大反应物的浓度可以使平衡正向移动，因此可以提高CO2的转化率，正确；B．在原容器中再充入1 mol CO2,平衡正向移动，但是平衡移动消耗量远小于加入量，因此CO2的转化率反而降低，错误；C．缩小容器的容积，即增大压强，平衡向气体体积减小的方向，即向正反应方向移动，故可以提高CO2的转化率，正确；D．使用更有效的催化剂，可以加快反应速率，但是不能时平衡移动，CO2的转化率不变，错误；E．在原容器中充入1 mol He，由于反应混合物中各组分的浓度不变，所以平衡不发生移动，错误；F．将水蒸气从体系中分离出，则减小了生成物的浓度，平衡正向移动，因此可以提高CO2的转化率，正确；（2）①在加入物质的量的比相同时，由于升高温度，CO2转化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，根据平衡移动原理：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应，因此上述反应的a<0． ②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂由于温度不变，则该反应的反应热a值不变，③在一定温度下，增大的值，即增大其中一种反应物的浓度，可以使其它物质的转化率增大故CO2转化率增大；由于平衡正向移动，所以生成乙醇的物质的量增大。

考点：考查化学反应速率的计算、提高物质转化率的措施、反应热的判断的知识。