Question

全球氣候變暖已經(jīng)成為全世界人類面臨的重大問題，溫家寶總理在“哥本哈根會(huì)議”上承諾到2020年中國減排溫室氣體40%．
（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（用“C5”表示C₅H₁₀O₄，用“C₃”表示C₃H₆O₃）：
Ⅰ、H₂O（l）=2H+（aq）+

1

2

O₂（g）+2e^-△H=+284kJ/mol
Ⅱ、CO₂（g）+C₅（s）+2H⁺（aq）=2C3⁺（s）△H=+396kJ/mol
Ⅲ、12C₃+（s）+12e-=C₆H₁₂O₆（葡萄糖、s）+6C₅（s）+3O₂（g）△H=-1200kJ/mol
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）如何降低大氣中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）?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從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

 

mol/（L?min）；
②氣的轉(zhuǎn)化率=

 

；
③該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

 

；
④下列措施中能使平衡體系中n（CH₃OH）/n（CO₂）增大的是

 

．
A．升高溫度  　　　　　　　　　　　 
B．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大
C．將H₂O（g）從體系中分離出去         
D．再充入1mol CO₂和3mol H₂
⑤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“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

專題：

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）①根據(jù)v=

△c

△t

計(jì)算；
②根據(jù)氫氣的平衡濃度判斷轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量，進(jìn)而可計(jì)算轉(zhuǎn)化率；
③根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積；
④要使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
⑤恒容密閉容器、反應(yīng)后整個(gè)體系的壓強(qiáng)比之前來說減小了，加入氫氣雖然正向移動(dòng)，但是CO₂（g）濃度較小、CH₃OH（g） 濃度增大、H₂O（g）濃度增大，且平衡常數(shù)不變．

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利用三段式解題法計(jì)算
              CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），
開始（mol/L）：1        3        0          0
變化（mol/L）：0.75     2.25     0.75       0.75
平衡（mol/L）：0.25     0.75     0.75       0.75
從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

2.25mol/L

10min

=0.225 mol?L^-1?min^-1，
故答案為：0.225；
②氫氣的轉(zhuǎn)化率=

2.25

3

×100%=75%，
故答案為：75%；
③平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，則反應(yīng)CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）的平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)c(H2O)

c(CO2)c3(H2)

，
故答案為：

c(CH3OH)c(H2O)

c(CO2)c3(H2)

；
④要使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
A．因正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則比值減小，故A錯(cuò)誤；
B．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大，但對(duì)反應(yīng)物質(zhì)來說，濃度沒有變化，平衡不移動(dòng)，比值不變，故B錯(cuò)誤；
C．將H₂O（g）從體系中分離，平衡向正反應(yīng)方法移動(dòng)，比值增大，故C正確；
D．再充入1mol CO₂和3mol H₂，增大反應(yīng)物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則比值增大，故D正確．
故答案為：CD；
⑤若是恒容密閉容器、反應(yīng)后整個(gè)體系的壓強(qiáng)比之前來說減小了，加入氫氣雖然正向移動(dòng)，平衡移動(dòng)的結(jié)果是減弱這種改變，而不能消除這種改變，即雖然平衡正向移動(dòng)，氫氣的物質(zhì)的量在增加后的基礎(chǔ)上減小，但是CO₂（g）濃度較小、CH₃OH（g） 濃度增大、H₂O（g）濃度增大，且平衡常數(shù)不變達(dá)到平衡時(shí)H₂的物質(zhì)的量濃度與加氫氣之前相比一定增大，故c₁＜c₂，
故答案為：＜．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，涉及熱化學(xué)、電化學(xué)以及化學(xué)平衡計(jì)算以及平衡移動(dòng)等問題，題目難度較大，注意根據(jù)圖象計(jì)算各物質(zhì)的平衡濃度為解答該題的關(guān)鍵．