Question

12．为了减少煤燃烧对大气造成的污染，煤的气化和液化是高效、清洁利用煤炭的重要途径，而减少CO₂气体的排放也是人类面临的重大课题．
（1）①已知C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ•mol^-1
C（s）+2H₂O（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90kJ•mol^-1
则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=+41kJ/mol．
（2）将燃烧废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：
2CO₂（g）+6H₂（g）$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$CH₃OCH₃（g）+3H₂O（g）
①该反应平衡常数表达式为K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）{c}^{6}（{H}_{2}）}$．
②若温度不变，减小反应投料比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]，则K将不变（填“增大”“减小”或“不变”）．
（3）通过水煤气合成二甲醚的热化学方程式如下：
3H₂（g）+3CO（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H=-aKJ/mol
该反应在一定条件下的密闭容器中可达到平衡状态（曲线1），若在t₀时刻改变一个条件，曲线I变为曲线Ⅱ，改变的条件是CD．（填字母编号）
A．升高温度         B．加入催化剂     C．缩小容器体积  D．增加H₂的浓度     E．分离出二甲醚．

Answer 1

分析 （1）①已知C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ•mol^-1
C（s）+2H₂O（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90kJ•mol^-1
由盖斯定律可知，①-②得到CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）；
（2）①K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
②K只与温度有关；
（3）在t₀时刻改变一个条件，曲线I变为曲线Ⅱ，达到平衡的时间减少，CO的转化率增大，结合平衡移动及速率影响因素来解答．

解答 解：（1）①已知C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ•mol^-1
C（s）+2H₂O（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90kJ•mol^-1
由盖斯定律可知，①-②得到CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=（+131.3kJ•mol^-1）-（+90kJ•mol^-1）=+41kJ/mol，
即热化学方程式为CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=+41kJ/mol，
故答案为：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H=+41kJ/mol；
（2）①K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，由反应可知K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）{c}^{6}（{H}_{2}）}$，故答案为：$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）{c}^{6}（{H}_{2}）}$；
②K只与温度有关，若温度不变，减小反应投料比[$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{O}_{2}）}$]，则K将不变，故答案为：不变；
（3）在t₀时刻改变一个条件，曲线I变为曲线Ⅱ，达到平衡的时间减少，CO的转化率增大，则
A．升高温度，速率加快，为放热反应，则平衡逆向移动，CO转化率减小，故A不选；         
B．加入催化剂，平衡不移动，故B不选；     
C．缩小容器体积，反应速率加快，该反应为气体体积减小的反应，则平衡正向移动，CO转化率增大，故C选；
D．增加H₂的浓度，反应速率加快，平衡正向移动，CO转化率增大，故D选；     
E．分离出二甲醚，平衡正向移动，CO转化率增大，但反应速率减小，故E不选；
故答案为：CD．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握盖斯定律应用、K的表达式及影响因素、平衡移动为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意（3）中图象与平衡移动原理的结合，题目难度不大．