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:CO2CH3OH.如下图1表示该反应进行过程中能量的变化.(1)关于该反应的下列说法中.正确的是 .A．△H>0.△S>0 B．△H>0.△S<0 C．� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（14分）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)，如下图1表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol－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）容积一定，下列情况不能说明该反应一定达到平衡的是。

A．混合气体的平均平均相对分子质量不变

B．混合气体的压强不变

C．单位时间内生成3mol H—H键，同时生成2 mol H—O键

D．混合气体中c (CO2) : c (H2) = 1 : 3

（3）温度降低，平衡常数K (填“增大”、“不变”或“减小”)。

（4）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的恒容密闭容器中，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H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为 mol·L－1·min－1, CO2和H2的转化率比是 :

（5）下列措施中能使（4）题中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有。(填字母)

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

E.再充入1molCO2和3molH2

（6）若在另一个密闭容器中充入1molCO2和3molH2，保持压强不变,并使初始体积与题中容器体积相等，且在相同的温度下进行反应，达到平衡时该容器中的CO2的体积百分数________（4）题中的CO2的体积百分数。(“>”或“<”或“=”，下同)

（1）C （2） D （3）增大（4）0.225 ； 1：1 （5） C E （6）<

【解析】

试题分析：（1）由图1可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，△H<0，由方程式可知，该反应正反应是气体的物质的量减小的反应，正反应为熵减过程，△S<0，选C。

（2）A.混合气体的平均平均相对分子质量=m/n，该反应为物质的量减小的可逆反应，平均相对分子质量不变时，说明反应处于平衡状态，不选；B.混合气体的压强随反应的进行而减小，当压强不变时，说明反应处于平衡状态，不选,C.单位时间内生成3mol H—H键，表示V (逆)同时生成2 mol H—O键，表示V (正)，且速率之比等于化学计量数之比，不选；D.混合气体中c (CO2) : c (H2) = 1 : 3，浓度之比与平衡状态无关，所以选D；

（3）该反应正反应是放热反应，降低温度平衡向正反应移动，平衡常数增大；

（4）由图2可知，10min达平衡时甲醇的浓度变化量为0.75mol/L，所以v（CH3OH）=0.75、10=0.075mol/（Lmin），速率之比等于化学计量数之比，所以v（H2）=3v（CH3OH）=3×0.075mol/（Lmin）=0.225mol/（Lmin）；按系数比加入各反应物，各反应物的转化率相同，所以CO2 和氢气的转化率之比为1:1；

（5）A．升高温度，平衡向逆反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）减小，错误；B．加入催化剂，平衡不移动，n（CH3OH）/n（CO2）不变，B错误；C．将H2O（g）从体系中分离，平衡向正反应移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，C正确；D．充入He（g），反应混合物的浓度不变，变化不移动，n（CH3OH）/n（CO2）不变，错误；E.再充入1molCO2和3molH2，相当于增大压强，平衡正向移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大，选CE；

（6）（4）中是在恒容条件下建立平衡，该反应是气体分子数减少的可逆反应，随着反应的进行，气体分子数减少，压强降低，（6）中各物质的起始加入量与（4）相同，最初体积也相同，在等压条件下建立平衡，平衡后压强不变，将（4）建立的平衡增大压强可得（6）的平衡，而增大压强，平衡正向移动， CO2 的百分含量减小，所以达到平衡时该容器中的CO2的体积百分数小于（4）题中的CO2的体积百分数。

考点：考查化学反应中的能量转化，平衡状态的判断，化学反应速率剂转化率的计算等知识。