Question

前些天在北京、西安、南昌等25個(gè)大中城市都出現(xiàn)霧霾天氣，人類的活動(dòng)改變了全球的氣候．全球氣候變暖已經(jīng)成為全世界人類面臨的重大問題．
（1）地球上的能源主要源于太陽，綠色植物的光合作用可以大量吸收CO₂以減緩溫室效應(yīng)，主要過程可以描述分為下列三步：
Ⅰ、H₂O（l）═2H⁺（aq）+

1

2

O₂（g）+2e^-△H═+284kJ?mol^-1
Ⅱ、CO₂（g）+C₅H₁₀O₄ （s）+2H⁺（aq）═2C₃H₆O₃⁺（s）△H═+396kJ?mol^-1
Ⅲ、12C₃H₆O₃⁺（s）+12e^-═C₆H₁₂O₆（s）+6C₅H₁₀O₄ （s）+3O₂（g）△H═-1200kJ?mol^-1
寫出綠色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧氣的熱化學(xué)方程式

 

．
（2）降低大氣中CO₂的含量及有效地開發(fā)利用CO₂，目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來生產(chǎn)燃料乙醇．為探究反
應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定條件下發(fā)生反
應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?

1

2

CH₃CH₂OH（g）+

3

2

H₂O（l）△H=-683kJ?mol^-1．測(cè)得CO₂和C₂H₅OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖所示．
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

 

（不必化簡(jiǎn)）；
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當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，H₂的物質(zhì)的量濃度為c₁，然后向容器中再加入一定量H₂，待反應(yīng)再一次達(dá)到平衡后，H₂的物質(zhì)的量濃度為c₂．則c₁

 

c₂的關(guān)系（填＞、＜、=）．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,焓變和熵變,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）依據(jù)蓋斯定律和熱化學(xué)方程式計(jì)算得到所需的熱化學(xué)方程式，利用熱化學(xué)方程式的加減消去不需要的物質(zhì)，注意加減時(shí)焓變隨之變化；
（2）化學(xué)平衡常數(shù)K=

各個(gè)生成物平衡濃度系數(shù)次冪之積

各個(gè)產(chǎn)物平衡濃度系數(shù)次冪之積

，據(jù)此計(jì)算；
（3）根據(jù)衡移動(dòng)的影響知識(shí)來回答．

解答： 解：（1）依據(jù)蓋斯定律由題干所給的熱化學(xué)方程式，結(jié)合蓋斯定律計(jì)算（①+②）×6+③得到綠色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧氣的熱化學(xué)方程式，
6CO₂（g）+6H₂O（g）=C₆H₁₂O₆（葡萄糖、s）+6O₂（g）△H=[（+284KJ/mol）+（+396KJ/mol）]×6+（-1200KJ/mol）=+2880KJ/mol；
則△H=[（+284KJ/mol）+（+396KJ/mol）]×6+（-1200KJ/mol）=+2880KJ/mol，即6CO₂（g）+6H₂O（l）=C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）△H=+2880 kJ?mol^-1，故答案為：6CO₂（g）+6H₂O（l）=C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）△H=+2880 kJ?mol^-1；
（2）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)，化學(xué)平衡常數(shù)K=

各個(gè)生成物平衡濃度系數(shù)次冪之積

各個(gè)產(chǎn)物平衡濃度系數(shù)次冪之積

=

c(CH3CH2OH)  1 2 ×c(H2O) 3 2

c(CO2)×c(H2)3

=

0.375  1 2

0.25×0.753

 （水的濃度是1），故答案為：

0.375  1 2

0.25×0.753

；  
②根據(jù)反應(yīng)的焓變知道反應(yīng)是放熱的，所以△H＜0，產(chǎn)物氣體的物質(zhì)的量小于反應(yīng)物氣體的總物質(zhì)的量，所以反應(yīng)的熵變小于零，故選C．
③當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，H₂的物質(zhì)的量濃度為c₁，然后向容器中再加入一定量H₂，平衡會(huì)正向移動(dòng)，但是不能完全消耗，所以H₂的物質(zhì)的量濃度增加，故答案為：＜．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及熱化學(xué)中蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫、平衡移動(dòng)的影響因素等知識(shí)，注意知識(shí)的歸納和梳理是解題的關(guān)鍵，難度中等．