Question

(8分) CO2是最重要溫室氣體,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2具有重大意義。

（1）科學(xué)家用H2和CO2生產(chǎn)甲醇燃料。為探究該反應(yīng)原理，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：某溫度下，在容積為2 L的密閉容器中充入1 mol CO2和3．25 mol H2，在一定條件下反應(yīng)，測得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量(n)隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。

①寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________ 計(jì)算從反應(yīng)開始到3 min時(shí)，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)＝____________________。

②下列措施中一定能使CO2的轉(zhuǎn)化率增大的是___________________ 。

A 在原容器中再充入1 mol H2 B 在原容器中再充入1 mol CO2

C 縮小容器的容積 D 使用更有效的催化劑

E．在原容器中充入1 mol He F．將水蒸氣從體系中分離出

（2）科學(xué)家還利用氫氣在一定條件下與二氧化碳反應(yīng)生成乙醇燃料，其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為:2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，

（3）在一定壓強(qiáng)下，測得該反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。請根據(jù)表中數(shù)據(jù)回答下列問題。

溫度(K) CO2轉(zhuǎn)化率/(%) n(H2)/n(CO2)	500	600	700	800
1．5	45	33	20	12
2	60	43	28	15
3	83	62	37	22

①上述反應(yīng)的a________0(填“大于”或“小于”)。

②恒溫下，向反應(yīng)體系中加入固體催化劑，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱a值________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

③在一定溫度下，增大的值，CO2轉(zhuǎn)化率_________，生成乙醇的物質(zhì)的量________(填“增大”、“減小”、“不變”或“不能確定”)。

 

Answer 1

（1） ① CO2 ＋3H2 CH3OH ＋H2O ；0．375 mol·L－1·min－1�、贏、C、F；

（2） ①小于 ；②不變 ；③增大，增大。

【解析】

試題分析：（1）①根據(jù)題意可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式是CO2 ＋3H2 CH3OH ＋H2O；V(CO2)=(1．00-0．25)mol÷2L÷3min=0．125mol/(L·min),V(H2)=3 V(CO2)=0．375mol/(L·min), ②A．增大反應(yīng)物的濃度可以使平衡正向移動，因此可以提高CO2的轉(zhuǎn)化率，正確；B．在原容器中再充入1 mol CO2,平衡正向移動，但是平衡移動消耗量遠(yuǎn)小于加入量，因此CO2的轉(zhuǎn)化率反而降低，錯(cuò)誤；C．縮小容器的容積，即增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向，即向正反應(yīng)方向移動，故可以提高CO2的轉(zhuǎn)化率，正確；D．使用更有效的催化劑，可以加快反應(yīng)速率，但是不能時(shí)平衡移動，CO2的轉(zhuǎn)化率不變，錯(cuò)誤；E．在原容器中充入1 mol He，由于反應(yīng)混合物中各組分的濃度不變，所以平衡不發(fā)生移動，錯(cuò)誤；F．將水蒸氣從體系中分離出，則減小了生成物的濃度，平衡正向移動，因此可以提高CO2的轉(zhuǎn)化率，正確；（2）①在加入物質(zhì)的量的比相同時(shí)，由于升高溫度，CO2轉(zhuǎn)化率降低，說明升高溫度，平衡逆向移動，根據(jù)平衡移動原理：升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng)，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此上述反應(yīng)的a<0． ②恒溫下，向反應(yīng)體系中加入固體催化劑由于溫度不變，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱a值不變，③在一定溫度下，增大的值，即增大其中一種反應(yīng)物的濃度，可以使其它物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率增大故CO2轉(zhuǎn)化率增大；由于平衡正向移動，所以生成乙醇的物質(zhì)的量增大。

考點(diǎn)：考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、提高物質(zhì)轉(zhuǎn)化率的措施、反應(yīng)熱的判斷的知識。