Question

2009年12月7日～18日在丹麦首都哥本哈根召开了世界气候大会，商讨《京都议定书》一期承诺到期后的后续方案，即2012年至2020年的全球减排协议，大会倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了各国的普遍重视．过渡排放CO₂会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO₂转化为可利用的资源．目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇．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＜O
D．△H＜0，△S＞0
（2）为探究反应原理，现进行如下实验，在1L固定体积的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），经测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．
①从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率v（CO₂）=______．
②该反应的平衡常数表达式K=______．
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是______．（填字母）
A．升高温度
B．将CH₃OH（g）及时液化抽出
C．选择高效催化剂
D．再充入1molCO₂和3molH₂
（3）25℃，1.01×10⁵Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出362.9kJ的热量，写出该反应的热化学方程式为______．

Answer 1

（1）依据反应和图象分析判断：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），气体的物质的量减少，反应是熵减少的反应△S＜0；反应物能量高于生成物的能量，判断反应是放热反应，△H＜0，
故答案为：C；
（2）二氧化碳是反应物随反应进行浓度减小，甲醇是生成物，随反应进行浓度增大；10nim内达到平衡，生成甲醇浓度为0.75mol/L，二氧化碳浓度变化了0.75mol/L，则：
①v（CO₂）=

0.75mol/L

10min

=0.075mol/（L?min）；
故答案为：0.075mol/（L?min）；
②CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）的平衡常数表达式K=

c(H2O)c(CH3OH)

c(CO2)c3(H2)

，
故答案为：

c(H2O)c(CH3OH)

c(CO2)c3(H2)

；
③措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是：
A、反应是放热反应，升温平衡逆向进行；故A错误；
B、将CH₃OH（g）及时液化抽出，减小生成物的量，平衡正向进行，故B正确；
C、选择高效催化剂只能改变速率，不改变化学平衡，故C错误；
D、再充入l molCO₂和4molH₂，增大压强平衡正向进行，故D正确；
故选：BD；
（3）25℃，1.01×10⁵Pa时，16g液态甲醇完全燃烧，当恢复到原状态时，放出362.9kJ的热量，则1mol甲醇完全燃烧恢复到原状态时，放出热量
=362.9kJ×

1mol×32g/mol

16g

=725.8kJ，故甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8 kJ?mol^-1；
故答案为：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8 kJ?mol^-1．