隨著人類對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了普遍的重視.

(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)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(guò)程中能量(單位為kJ?mol-1)的變化.
①該反應(yīng)是
放熱
放熱
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
②反應(yīng)體系中加入催化劑對(duì)反應(yīng)熱是否有影響?
(填“是”或“否”).
(2)若將6mol CO2和8mol H2充入2L的密閉容器中,測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖2所示(實(shí)線).
①該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.5
0.5

②僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn),測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖2中虛線所示,曲線I對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是
升高溫度
升高溫度
,曲線Ⅱ?qū)?yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是
增大壓強(qiáng)
增大壓強(qiáng)

③下列措施中能使H2轉(zhuǎn)化率增大的是
CD
CD

A.升高溫度    B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大     C.將H2O(g)從體系中分離出來(lái)    D.再充入3mol CO2
(3)如將CO2與H2以1:4的體積比混合,在適當(dāng)?shù)臈l件下可制得CH4
已知:
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ?mol-1
H2(g)+
12
O2(g)═H2O(l)△H2=-285.8kJ?mol-1
寫出CO2(g)與H2(g)反應(yīng)生成CH4(g)與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ?mol-1
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ?mol-1
分析:(1)由圖象可知反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,反應(yīng)為放熱反應(yīng),催化劑只改變反應(yīng)的活化能,不能改變反應(yīng)熱;
(2)①計(jì)算出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度,可計(jì)算平衡常數(shù);
②曲線I反應(yīng)速率增大,氫氣的平衡物質(zhì)的量較大,說(shuō)明氫氣的轉(zhuǎn)化率減小,曲線Ⅱ反應(yīng)速率增大,氫氣的平衡物質(zhì)的量較小,結(jié)合影響化學(xué)平衡的因素判斷;
③使H2轉(zhuǎn)化率增大,應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);
(3)利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱.
解答:解:(1)①由圖象可知反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,反應(yīng)為放熱反應(yīng),故答案為:放熱;
②催化劑只改變反應(yīng)的活化能,不能改變反應(yīng)熱,故答案為:否;
(2)①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
起始(mol/L)   3         4        0        0
轉(zhuǎn)化(mol/L)   1         3        1        1
平衡(mol/L)   2         1        1        1
則k=
1×1
2×1
=0.5,
故答案為:0.5;
②曲線I反應(yīng)速率增大,但轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量少,應(yīng)是升高溫度,因該反應(yīng)放熱,升高溫度平衡逆向移動(dòng),不利于氫氣的轉(zhuǎn)化,故曲線I是升高溫度;
曲線Ⅲ反應(yīng)速率增大,轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量多,因增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),故應(yīng)是增大壓強(qiáng);
故答案為:升高溫度; 增大壓強(qiáng);
③A.升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),氫氣的轉(zhuǎn)化率減小,故A錯(cuò)誤;    
B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大,但平衡不移動(dòng),故B錯(cuò)誤;    
C.將H2O(g)從體系中分離出來(lái),可使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),故C正確;   
 D.再充入3mol CO2,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則氫氣的轉(zhuǎn)化率增大,故D正確.
故答案為:CD;
(3)已知:
①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ?mol-1
②H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(l)△H2=-285.8kJ?mol-1,
利用蓋斯定律,將②×4-①可得CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=4×(-285.8kJ?mol-1)-(-890.3kJ?mol-1)=-252.9kJ?mol-1,
故答案為:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ?mol-1
點(diǎn)評(píng):本題綜合考查化學(xué)平衡的計(jì)算、反應(yīng)熱與焓變等知識(shí),側(cè)重于化學(xué)平衡的移動(dòng)以及蓋斯定律的考查,為高考常見題型,注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的積累,難度不大.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

隨著人類對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了各國(guó)的普遍關(guān)注
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇.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)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol
測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示.
①反應(yīng)開始到平衡,H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=
0.225
0.225
mol/(L?min).H2的轉(zhuǎn)化率為
75%
75%

②下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是
CDF
CDF

A、升高溫度                       B、充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C、將H2O(g)從體系中分離           D、再充入1mol CO2和3mol H2
E、使用催化劑                      F、縮小容器體積
(2)①反應(yīng)進(jìn)行到3分鐘時(shí),同種物質(zhì)的v 與v的關(guān)系:v
v (填>,=,<)
②上述反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式為
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
,
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
,
,經(jīng)計(jì)算該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)的數(shù)值為
16
3
16
3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

隨著人類對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了普遍的重視.
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
圖1表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量(單位為kJ?mol-1)的變化.該反應(yīng)是
放熱
放熱
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
(2)某溫度下,若將6mol CO2和8mol H2充入2L的密閉容器中,測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖2實(shí)線所示(圖中字母后的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)).
①在反應(yīng)進(jìn)行的0~1min內(nèi),該反應(yīng)的平均速率v(H2)=
1mol/(L?min)
1mol/(L?min)

②如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)因素(如:溫度、濃度、壓強(qiáng)),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng).若上述反應(yīng)體系不改變反應(yīng)物的物質(zhì)的量,僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn),測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示,曲線I改變的實(shí)驗(yàn)條件是
升高溫度
升高溫度
,曲線Ⅱ改變的實(shí)驗(yàn)條件是
增大壓強(qiáng)
增大壓強(qiáng)

(3)下列各項(xiàng)中,不能夠說(shuō)明CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)已達(dá)到平衡的是
D
D
(填選項(xiàng)).
A.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化
B.一定條件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C.一定條件下,H2O(g)的濃度保持不變
D.一定條件下,單位時(shí)間內(nèi)消耗1mol CO2,同時(shí)生成1mol CH3OH.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(2009?鎮(zhèn)江一模)隨著人類對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了各國(guó)的普遍重視.
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇.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)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol,測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示.

①?gòu)姆磻?yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=
0.225
0.225
mol/(L?min).
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
k=
c(CH3OH)×c(H2O)
c(CO2)×c3(H2)
k=
c(CH3OH)×c(H2O)
c(CO2)×c3(H2)

③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是
C、D
C、D

A.升高溫度                  B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C.將H2O(g)從體系中分離     D.再充入1mol CO2和3mol H2
(2)在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中,不僅要求分離去除CO2,還要求提供充足的O2.某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料.已知該反應(yīng)的陽(yáng)極反應(yīng)為:4OH--4e-=O2↑+2H2O,則陰極反應(yīng)式為:
2CO2+4e-+2H2O=2 CO+4OH-
2CO2+4e-+2H2O=2 CO+4OH-

有人提出,可以設(shè)計(jì)反應(yīng)2CO=2C+O2(△H>0、△S<0)來(lái)消除CO的污染.請(qǐng)你判斷是否可行并說(shuō)出理由:
不可行,該反應(yīng)是一個(gè)焓增、熵減的反應(yīng),任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行
不可行,該反應(yīng)是一個(gè)焓增、熵減的反應(yīng),任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

2011年11月28日至12月9日,聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約第17次締約方會(huì)議在南非德班召開,隨著人類對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了各國(guó)的普遍重視.精英家教網(wǎng)
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇.為探究該反應(yīng)原理,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3.25mol H2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng),測(cè)定CO2、CH3OH(g)和H2O (g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示:
①寫出該工業(yè)方法制取甲醇的化學(xué)反應(yīng)方程式
 

②從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v (H2)=
 
 mol/(Lmin).
③該條件下CO2的轉(zhuǎn)化率為
 
.當(dāng)溫度降低時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率變大,則該反應(yīng)△H
 
0(填“>”“<”或“=”).
④下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是
 

A.升高溫度    B.充入氮?dú)?br />C.將水蒸氣從體系中分離    D.用更有效的催化劑
(2)選用合適的合金作為電極,以氫氧化鈉、甲醇、水、氧氣為原料,可以制成一種以甲醇為原料的燃料電池,此燃料電池負(fù)極的電極方程式為
 

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