题目内容
为实现“节能减排”和“低碳经济”的一项课题是如何将CO2转化为可利用资源．（相对原子质量 C-12 H-1 O-16）（1）25℃，1.01×105Pa时，16g液态甲醇（CH3OH）完全燃烧，当恢复到原状态时，放出热量363.3kJ，该反应的热化学方程式为
（2）目前，工业上常用CO2来生产燃料甲醇．现进行如下实验：在体积为1L的密闭恒容容器中，充入1mol CO2和3mol H2，一定条件下发生反应：
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．
①该反应的平衡常数表达式K=
②从反应开始到平衡时，CH3OH的平均反应速率v（CH3OH）=
③下列说法中，能说明上述反应达到平衡状态的是
A．每消耗1mol CO2的同时生成1mol CH3OH
B．CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比为1：3：1：1
C．容器中气体的压强不再改变
D．容器中气体的密度不再改变
④下列措施中，能使上述平衡状态向正反应方向移动的是
A．升高温度 B．将CH3OH（g）从体系中分离
C．使用高效催化剂 D．恒温恒容再充入1mol CO2和3mol H2．
考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断
专题：化学平衡专题
分析：（1）25℃，1.01×105Pa时，16g 液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出363.3kJ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=-726.6 kJ?mol-1；
（2）①根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积计算；
②根据v=
计算，根据氢气的平衡浓度判断转化的物质的量，进而可计算转化率；
③根据化学处于平衡时正逆反应速率相等，各组成成分不变，以及有关物理量与平衡移动的关系作判断；
④根据平衡移动的影响因素及化学方程式判断．
| 3 |
| 2 |
（2）①根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积计算；
②根据v=
| △c |
| △t |
③根据化学处于平衡时正逆反应速率相等，各组成成分不变，以及有关物理量与平衡移动的关系作判断；
④根据平衡移动的影响因素及化学方程式判断．
解答：
解：（1）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363.3kJ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=-726.6 kJ?mol-1；
故答案为：CH3OH（l）+
O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-726.6 kJ?mol-1；
（2）①平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，则k=
，故答案为：
；
②CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g），
开始（mol/L）：1 3 0 0
变化（mol/L）：0.75 2.25 0.75 0.75
平衡（mol/L）：0.25 0.75 0.75 0.75
从反应开始到平衡，CH3OH的平均反应速率v（H2）=
=0.075 mol?L-1?min-1，
氢气的转化率=
=75%，
故答案为：0.075 mol?（L?min）-1；75%；
③A．消耗1mol CO2和生成1mol CH3OH，都是正反应方向，不能明确正逆反应速率的关系，故不能判断反应是否处于平衡状态，故A错误；
B．CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比与反应是否处于平衡状态无直接关系，故B错误；
C．由于该反应是体积减小的反应，在反应到达平衡的过程中，压强是不断减小的，当容器中气体的压强不再改变时，说明反应已经处于平衡状态，故C正确；
D．由于该反应在恒容条件下进行，气体质量守恒，所以密度也守恒，故容器中气体的密度不再改变不能断送反应是否处于平衡状态，故D错误；
故选C；
④A、由于该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，故A错误；
B、CH3OH（g）是生成物，将其从体系中分离出来可以使平衡向正反应方向移动，故B正确；
C、催化剂对平衡移动没有影响，故C错误；
D、恒温恒容再充入1mol CO2和3mol H2，相当于给原体系加压，由于反应是体积减小的反应，故平衡正向移动，故D正确；
故选BD．
| 3 |
| 2 |
故答案为：CH3OH（l）+
| 3 |
| 2 |
（2）①平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，则k=
| c(CH3OH)?c(H2O) |
| c(CO2)?c3(H2) |
| c(CH3OH)?c(H2O) |
| c(CO2)?c3(H2) |
②CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g），开始（mol/L）：1 3 0 0
变化（mol/L）：0.75 2.25 0.75 0.75
平衡（mol/L）：0.25 0.75 0.75 0.75
从反应开始到平衡，CH3OH的平均反应速率v（H2）=
| 0.75mol/L |
| 10min |
氢气的转化率=
| 2.25 |
| 3 |
故答案为：0.075 mol?（L?min）-1；75%；
③A．消耗1mol CO2和生成1mol CH3OH，都是正反应方向，不能明确正逆反应速率的关系，故不能判断反应是否处于平衡状态，故A错误；
B．CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比与反应是否处于平衡状态无直接关系，故B错误；
C．由于该反应是体积减小的反应，在反应到达平衡的过程中，压强是不断减小的，当容器中气体的压强不再改变时，说明反应已经处于平衡状态，故C正确；
D．由于该反应在恒容条件下进行，气体质量守恒，所以密度也守恒，故容器中气体的密度不再改变不能断送反应是否处于平衡状态，故D错误；
故选C；
④A、由于该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，故A错误；
B、CH3OH（g）是生成物，将其从体系中分离出来可以使平衡向正反应方向移动，故B正确；
C、催化剂对平衡移动没有影响，故C错误；
D、恒温恒容再充入1mol CO2和3mol H2，相当于给原体系加压，由于反应是体积减小的反应，故平衡正向移动，故D正确；
故选BD．
点评：本题主要考查了热化学方程式、反应速率、转化率、化学平衡常数、化学平衡状态的判断、影响平衡移动的因素，考点较多，有一定的综合性，中等难度．
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