Question

由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO₂含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO₂生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），如图1表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol^-1）的变化．
（1）关于该反应的下列说法中，正确的是

 

．（填字母）
A．△H＞0，△S＞0        B．△H＞0，△S＜0
C．△H＜0，△S＜0        D．△H＜0，△S＞0
（2）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1molCO₂和3molH₂，测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时问变化如图2所示．
该反应平衡常数K的表达式为

 

．温度降低，平衡常数K

 

（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（3）下列措施中能使（2）中

n(CH3OH)

n(CO2)

增大的有

 

．（填字母）
A．升高温度                        B．加入催化剂
C．将H₂O（g）从体系中分离            D．充入He（g），使体系总压强增大．

Answer 1

考点：反应热和焓变,化学平衡的影响因素,物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）从方程式分析，反应物有4mol气体，生成物有2mol气体，△S＜0，据图1分析，反应物能量高于生成物，反应放热，△H＜0，据此分析．
（2）K=

生成物浓度的系数幂次方

反应物浓度的系数幂次方

；该反应的△H＜0，降低温度时，平衡正向移动，K增大．
（3）从影响平衡移动的因素考虑，只要平衡正向移动，且n（CH₃OH）增大，n（CO₂）减小即可．

解答： 解：（1）在反应CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）中，反应物有4mol气体，生成物有2mol气体，△S＜0，据图1分析，反应物能量高于生成物，反应放热，△H＜0，故选：C；
（2）化学平衡常数的表达式中要列入气体和溶液的浓度，为K=

反应物浓度系数的幂次方

反应物浓度的系数幂次方

=

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?c3(H2)

；该反应的△H＜0，降低温度时，平衡正向移动，导致反应物的浓度减小，生成物的 浓度增大，K增大，
故答案为：K=

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?c3(H2)

；增大
（3）A、升温时，平衡逆向移动，n（CH₃OH）减少，n（CO₂）增多，

n(CH3OH)

n(CO2)

减小，故A错误；
B、加入催化剂不影响平衡的移动，

n(CH3OH)

n(CO2)

不变，故B错误；
C、将H₂O（g）从体系中分离，导致n（CH₃OH）增大，n（CO₂）减小，则

n(CH3OH)

n(CO2)

增大，故C正确；
D、充入He（g），使体系总压强增大，但各反应物和生成物的分压没变，平衡不发生移动，

n(CH3OH)

n(CO2)

不变，故D错误．
故选C．

点评：本题考查范围广，考查了学生从图象找出有效数据的能力，并熟知勒夏特列原理，是一道好题．