Question

【题目】（12分）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=-130kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-572kJ·mol-1

CH3OH(l)的燃烧热△H=___________。

（2）在催化剂作用下，CO2和CH4可直接转化为乙酸：CO2(g)+CH4(g)=CH3COOH(g) △H＞0在不同温度下乙酸的生成速率变化如图所示。

①当温度在250℃—300℃范围时，乙酸的生成速率减慢的主要原因是_________。

②欲使乙酸的平衡产率提高，应采取的措施是_____________（任写一条措施即可）。

（3）一定条件下，在密闭容器中发生反应：2CO（g）C（s）+CO2（g）。

①下列能说明该反应达到平衡的是___________。

A.容器内混合物的质量不变

B.CO和CO2的物质的量之比不再变化

C.混合气体的平均摩尔质量不再变化

D.形成amolC=O键的同时断裂amolCO键

②向某恒容容器中通入一定量的CO发生上述反应，在不同温度下CO2的物质的量浓度c（CO2）随温度的变化如上图所示，则该反应为________（填“放热”或“吸热”）反应。

③向容积可变的某恒压容器中通入amolCO，TC时反应经过10min达平衡，CO的体积分数为75%。CO的平衡转化率为_______。在容积改变的条件下，反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示，则0-10min内平均反应速率v（CO2）=__________。

Answer 1

【答案】 728 kJmol－1 催化剂活性降低（或催化剂中毒等） 升高温度或增大压强等 BC 放热 40% 0.02a mol·min-1

【解析】（1）已知：①130KJ/mol，②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-572kJ·mol-1。根据盖斯定律，将②3/2-①得：，即△H=(-572 kJ·mol -13/2)-( -130kJ·mol-1)

=728 kJmol－1故的燃烧热为728 kJmol－1

（2）①催化剂的活性与温度有关，当温度在范围时，乙酸的生成速率减慢的主要原因是催化剂活性较低。答案：催化剂活性降低（或催化剂中毒等）

②欲使乙酸的平衡产率提高，应该使平衡正向移动。因为正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，乙酸的平衡产率提高； 增大压强，平衡正向移动，乙酸的平衡产率提高；答案：升高温度或增大压强等

（3）①由2CO（g）C（s）+CO2（g）。是两边气体体积数不等的反应，根据质量守恒定律

A.容器内混合物的质量不变不能作为判断平衡的依据，故A错；B.CO和CO2的物质的量之比不再变化说明CO和CO2的量不在改变，能作为判断平衡的标志；C.混合气体的平均摩尔质量是物质的质量比上物质的摩尔质量，根据方程式混合气体的平均摩尔质量不再变化，可以作为判断平衡的依据； 故C对；D. 根据2CO（g）C（s）+CO2（g）CO CO2分别在等号的两侧，形成amolC=O键的同时形成2amolCO键，所以D错；答案为B C。

②向某恒容容器中通入一定量的CO发生上述反应，2CO（g）C（s）+CO2（g），平衡后升高温度，CO2量逐渐减少，说明该反应是放热反应。答案;放热。

③向容积可变的某恒压容器中通入amolCO，TC时反应经过10min达平衡，CO的体积分数为75%。CO的平衡转化率为_______。在容积改变的条件下，反应速率可用单位时间内反应物或生成物的物质的量变化来表示，则0-10min内平均反应速率v（CO2）=__________。

2CO（g）C（s）+CO2

初始物质的量 a 0 0

变化的物质的量 2x x x

平衡物质的量 a-2x x x

达平衡，CO的体积分数为75%,所以=75% x=0.2a CO的平衡转化率=20.2a/a= 40%。0-10min内平均反应速率v（CO2）=0.2amol/10min = 0.02a mol·min-1.答案：

. 40% 0.02a mol·min-1。