Question

前些天在北京、西安、南昌等25个大中城市都出现雾霾天气，人类的活动改变了全球的气候．全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题．
（1）地球上的能源主要源于太阳，绿色植物的光合作用可以大量吸收CO₂以减缓温室效应，主要过程可以描述分为下列三步：
Ⅰ、H₂O（l）═2H⁺（aq）+

1

2

O₂（g）+2e^-△H═+284kJ?mol^-1
Ⅱ、CO₂（g）+C₅H₁₀O₄ （s）+2H⁺（aq）═2C₃H₆O₃⁺（s）△H═+396kJ?mol^-1
Ⅲ、12C₃H₆O₃⁺（s）+12e^-═C₆H₁₂O₆（s）+6C₅H₁₀O₄ （s）+3O₂（g）△H═-1200kJ?mol^-1
写出绿色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式

 

．
（2）降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料乙醇．为探究反
应原理，现进行如下实验，在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反
应：CO₂（g）+3H₂（g）?

1

2

CH₃CH₂OH（g）+

3

2

H₂O（l）△H=-683kJ?mol^-1．测得CO₂和C₂H₅OH（g）的浓度随时间变化如图所示．
①该反应的平衡常数为

 

（不必化简）；
②关于该反应的下列说法中，正确的是

 

．
A．△H＞0，△S＞0   B．△H＞0，△S＜0       C．△H＜0，△S＜0   D．△H＜0，△S＞0
③当反应达到平衡时，H₂的物质的量浓度为c₁，然后向容器中再加入一定量H₂，待反应再一次达到平衡后，H₂的物质的量浓度为c₂．则c₁

 

c₂的关系（填＞、＜、=）．

Answer 1

考点：热化学方程式,焓变和熵变,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）依据盖斯定律和热化学方程式计算得到所需的热化学方程式，利用热化学方程式的加减消去不需要的物质，注意加减时焓变随之变化；
（2）化学平衡常数K=

各个生成物平衡浓度系数次幂之积

各个产物平衡浓度系数次幂之积

，据此计算；
（3）根据衡移动的影响知识来回答．

解答： 解：（1）依据盖斯定律由题干所给的热化学方程式，结合盖斯定律计算（①+②）×6+③得到绿色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式，
6CO₂（g）+6H₂O（g）=C₆H₁₂O₆（葡萄糖、s）+6O₂（g）△H=[（+284KJ/mol）+（+396KJ/mol）]×6+（-1200KJ/mol）=+2880KJ/mol；
则△H=[（+284KJ/mol）+（+396KJ/mol）]×6+（-1200KJ/mol）=+2880KJ/mol，即6CO₂（g）+6H₂O（l）=C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）△H=+2880 kJ?mol^-1，故答案为：6CO₂（g）+6H₂O（l）=C₆H₁₂O₆（s）+6O₂（g）△H=+2880 kJ?mol^-1；
（2）①根据表中数据，化学平衡常数K=

各个生成物平衡浓度系数次幂之积

各个产物平衡浓度系数次幂之积

=

c(CH3CH2OH)  1 2 ×c(H2O) 3 2

c(CO2)×c(H2)3

=

0.375  1 2

0.25×0.753

 （水的浓度是1），故答案为：

0.375  1 2

0.25×0.753

；  
②根据反应的焓变知道反应是放热的，所以△H＜0，产物气体的物质的量小于反应物气体的总物质的量，所以反应的熵变小于零，故选C．
③当反应达到平衡时，H₂的物质的量浓度为c₁，然后向容器中再加入一定量H₂，平衡会正向移动，但是不能完全消耗，所以H₂的物质的量浓度增加，故答案为：＜．

点评：本题涉及热化学中盖斯定律的应用、化学平衡常数表达式的书写、平衡移动的影响因素等知识，注意知识的归纳和梳理是解题的关键，难度中等．