Question

【題目】中共十九大報(bào)告指出，加快水污染防治、實(shí)施流域環(huán)境和近岸海域綜合治理、環(huán)境污染的治理是化學(xué)工作者研究的重要課題，也是踐行“綠水青山就是金山銀山”的重要舉措。在適當(dāng)?shù)臈l件下，將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇、甲醚等有機(jī)物，既可降低CO2造成的溫室效應(yīng)對(duì)環(huán)境的影響，還可得到重要的有機(jī)產(chǎn)物。

（1）已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=484 kJ/mol

②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=50 kJ/mol

則2CH3OH(g)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(g) ΔH，ΔH=____。

（2）已知T K時(shí)，某恒容密閉容器中存在如下反應(yīng)：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0，測(cè)得容器中不同時(shí)刻時(shí)各物質(zhì)的濃度(mol/L)如表所示：

	c(CO2)	c(H2)	c(CH3OCH3)	c(H2O)
開(kāi)始時(shí)	a	b	0	0
10 s時(shí)	3	0.5	c	1.5

①若反應(yīng)開(kāi)始到10s時(shí)間段內(nèi)，v(H2)=____。

②若TK時(shí)，化學(xué)平衡常數(shù)K=15，則10s時(shí)v(正)___v(逆)（填“>”“<”或“=”），此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為____。

（3）一定條件下，向某恒容密閉容器中充入x mol CO2和ymolH2，發(fā)生的反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=50 kJ·mol1。圖1中能表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度T之間的變化關(guān)系曲線為___（填“a”或“b”）。

Answer 1

【答案】1352kJ/mol 0.3mol/(L·s) > 25% a

【解析】

（1）利用蓋斯定律，對(duì)熱化學(xué)方程式乘以某數(shù)后，再直接進(jìn)行相加減；

（2）①利用速率的本義，求濃度的改變量和時(shí)間的改變量，相除即可；

②將濃度商和平衡常數(shù)進(jìn)行比較，判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向；利用轉(zhuǎn)化率概念的本義，求出轉(zhuǎn)化量除去原二氧化碳總量即可；

（3）平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù)。正向放熱的反應(yīng)，升溫，平衡常數(shù)將減小。

（1）分析所給的總熱化學(xué)方程式與題給的兩個(gè)熱化學(xué)方程式，將①×3-②×2即得：2CH3OH(g)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(g)，其ΔH=-484kJ/mol×3+50kJ/mol×2=-1352kJ/mol；

（2）①由化學(xué)方程式中和表中的數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)開(kāi)始到10s時(shí)，消耗H2的濃度為3mol/L，故=0.3mol/(L·s)；

②由化學(xué)方程式知，c=0.5，==12<K，反應(yīng)仍向右進(jìn)行，故v(正)>v（逆）。10s時(shí)，消耗的c(CO2)=1.5mol/L×=1.0mol/L，a=4，故CO2的轉(zhuǎn)化率為=25%；

（3）該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)向左進(jìn)行，會(huì)使平衡常數(shù)減小，曲線a符合。