Question

（12分）由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO₂含量并加以開發(fā)利用，引起了各國的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)，圖1表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量(單位為kJ·mol^—1)的變化。
  
圖1                              圖2
（1）寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                                        。
（2）關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中，正確的是          。
A．△H>0，△S>0                 B．△H>0，△S<0
C．△H<0，△S<0                 D．△H<0，△S>0
（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的表達(dá)式為：               。
（4）溫度降低，平衡常數(shù)K           （填“增大”、 “不變”或“減小”）。
（5）為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為1 L的密閉容器中，充入1 molCO₂和3 molH₂，測得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時間變化如圖2所示。從反應(yīng)開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v (H₂)=                     。
（6）下列措施中能使n(CH₃OH)/n(CO₂)增大的有           。
A．升高溫度                      B．加入催化劑
C．將H₂O(g)從體系中分離          D．充入He(g)，使體系總壓強(qiáng)增大

Answer 1

（1）CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)  △H＝－（n-m）kJ?mol?¹ （2）C
（3）c(CH₃OH)·c(H₂O)/c(CO₂)·c(H₂)³  （4）增大 （5）0.225mol/（L.min） （6）C

解析試題分析：（1）根據(jù)圖1可知反應(yīng)過程中的能量變化為n-m，所以熱化學(xué)方程式為：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)  △H＝-(n-m) kJ?mol?¹。
（2）根據(jù)反應(yīng)方程式可知反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以△H<0，反應(yīng)后的物質(zhì)比反應(yīng)前的物質(zhì)少，所以混亂度減小，△S<0。因此選C。
（3）K=
（4）降低溫度，平衡正向移動，K值增大。
（5）根據(jù)圖2可知v (CO₂)=，所以v (H₂)=0.225 mol/(L.min)。
（6）升高溫度平衡逆向移動，n(CH₃OH)/n(CO₂)減小，加催化劑，平衡不移動，n(CH₃OH)/n(CO₂)不變，將H₂O(g)從體系中分離，平衡正向移動，n(CH₃OH)/n(CO₂)增大，充入He(g)，使體系總壓強(qiáng)增大，平衡不移動，n(CH₃OH)/n(CO₂)不變。
考點(diǎn)：化學(xué)平衡移動
點(diǎn)評：本題綜合性強(qiáng)，難度適中，主要考查學(xué)生分析能力和綜合思維能力。