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【题目】二氧化碳是用途非常广泛的化工基础原料,回答下列问题:

1工业上可以用CO2来生产燃料甲醇。

已知; CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) H=-131.0kJ/mol;

H2(g)+ O2(g)= H2O(l) H=-285.8 kJ/mol

CH3OH的燃烧热H=_______

2在催化剂作用下,CO2CH4可以直接转化为乙酸:

CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) H=+36.0 kJ/mol

在不同温度下乙酸的生成速率变化如右图所示。

①当温度在250300℃范围时,乙酸的生成速率减慢的主要原因是______,当温度在300400℃范围时,影响乙酸生成速率的主要因素是________

②欲使乙酸的平衡产率提高,应采取的措施是________(填标号)

A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强

3高温下,CO2与足量的碳在密闭容器中实现反应: C(s)+CO2(g)2CO(g)

①向容积为1L的恒容容器中加入0.2molCO2,在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如右图所示。则该反应为_____(放热吸热”)反应,某温度下,若向该平衡体系中再通入0.2molCO2,平衡____(正向”“逆向”“”)移动,达到新平衡后,体系中CO的百分含量________ (变大”“变小”“不变”)

②向压强为p体积可变的恒压容器中充入一定量CO2,650℃时反应达平衡,CO的体积分数为40.0%,CO2的转化率为_________。气体分压(p)=气体总压(p体积分数,用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp),此温度下,该反应的化学平衡常数Kp=_________(用含p的代数式表示),若向平衡体系中再充入V(CO2): V(CO)=5:4的混合气体,平衡______(正向”“逆向”“”)移动。

【答案】 726.4kJ/mol 催化剂活性降低 温度 A C 吸热 正向 变小 25% (或0.267p 逆向

【解析】(1)已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)H=-131.0kJ/molH2(g)+ O2(g)= H2O(l) H=-285.8kJ/mol根据盖斯定律,将②×3-①得:CH3OH(l)+ O2(g)→2H2O(l)+ CO2(g) H=(-285.8kJ/mol)×3-(-131.0kJ/mol)= 726.4kJ/molCH3OH的燃烧热H=726.4kJ/mol,故答案为:726.4kJ/mol

(2)①催化剂的活性与温度有关,当温度在250300℃范围时,乙酸的生成速率减慢的主要原因是催化剂活性降低,温度越高,反应速率越快,当温度在300400℃范围时,影响乙酸生成速率的主要因素是温度,故答案为:催化剂活性降低;温度;

②欲使乙酸的平衡产率提高,应该使平衡正向移动。A.正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,乙酸的平衡产率提高,正确;B. 正反应为吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,乙酸的平衡产率降低,错误;C.增大压强,平衡正向移动,乙酸的平衡产率提高,正确;D.降低压强,平衡逆向移动,乙酸的平衡产率降低,错误;故选AC

(3)①随着温度的升高,CO2的物质的量浓度逐渐减小,说明平衡正向移动,因此该反应属于吸热反应,某温度下,若向该平衡体系中再通入0.2molCO2,平衡正向移动,充入二氧化碳后,相当于增大压强,平衡向逆反应方向进行,达到新平衡后,体系中CO的百分含量减小,故答案为:吸热;正向;变小;

②设充入的二氧化碳的物质的量为x反应的二氧化碳为y,根据C(s)+CO2(g)2CO(g),有×100%=40.0%==25%气体分压(p)=气体总压(p体积分数,则二氧化碳的气体分压=60%p,一氧化碳的气体分压=40%pKp==若向平衡体系中再充入V(CO2):V(CO)=5:4的混合气体V(CO2):V(CO)= 5:4小于原平衡状态下的60%40%=3:2,因此平衡逆向移动,故答案为:25% 逆向

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