题目

题型：不详难度：来源：

研究和开发CO₂和CO的创新利用是环境保护和资源利用的双赢的课题．
（1）CO可用于合成甲醇．在压强为0.1Mpa条件下，在体积为bL的密闭容器中充入amolCO和2amolH₂，在催化剂作用下合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）平衡时CO的转化率与温度，压强的关系如图：

（i）该反应属于______反应：（填“吸热”或“放热”）．
（ii）100℃时，该反应的平衡常数：K=______；（用a、b的代数式表示）．若一个可逆反应的平衡常数K值很大，对此反应的说法正确的是：______填序号）
a．该反应使用催化剂意义不大；
b．该反应发生将在很短时间内完成；
c．该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小；
d．该反应一定是放热反应；
（iii）在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入amolCO，2amolH₂，达到平衡时CO转化率______（填“增大”，“不变”或“减小”，下同）平衡常数：______．
（iv）在某温度下，向一容积不变的密闭容器中充入2.5molCO，7.5molH₂，反应生成CH₃OH（g），达到平衡时，CO转化率为90%，此时容器内压强为开始时的压强______倍．
（2）某温度条件下，若将CO₂（g）和H₂（g）以体积比1：4混合，在适当压强和催化剂作用下可制得甲烷，已知：
CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-890.3KJ/mol
H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8KJ/mol
则CO₂（g）和H₂（g）反应生成液态水的热化学方程式为：______．

答案

（1）（i）由图可知，压强一定时，随温度升高，CO的转化率降低，故升高温度平衡向逆反应移动，则正反应为放热反应；
故答案为：放热；
（ii）100℃，平衡时CO的转化率为0.5，所以参加反应的CO的物质的量为0.5amol．
CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g）；
开始（mol）：a 2a0
变化（mol）：0.5a a0.5a
平衡（mol）：0.5a a0.5a
所以平衡时，CO的浓度为

0.5amol

bL

=

a

2b

mol/L，H₂的浓度为

a

b

=mol/L，CH₃OH的浓度为

0.5amol

bL

=

a

2b

mol/L，100℃时该反应的平衡常数k═

a 2b

a 2b ( a b )2

=

b2

a2

，
a．可逆反应的平衡常数很大，说明反应进行的程度很大，不能说明该反应在通常条件下一定可以发生，该反应可能需要催化剂才可以进行，故a错误；
b．可逆反应的平衡常数很大，说明反应进行的程度很大，不能说明该条件下反应速率很快，故b错误；
c．可逆反应的平衡常数很大，说明反应进行的程度很大，反应达平衡时至少有一种反应物的百分含量很小，故c正确；
d．可逆反应的平衡常数很大，说明反应进行的程度很大，不能说明该反应是吸热还是放热，故d错误，
故答案为：

b2

a2

，c；
（iii）在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入amolCO（g）、2amolH₂（g），等效为在原平衡的基础上增大一倍压强，平衡向正反应移动，CO的转化率增大，化学平衡常数只受温度影响，与浓度无关，温度不变，平衡常数不变，
故答案为：增大；不变；
（iv）参加反应的CO的物质的量为2.5mol×90%=2.25mol，则：
CO（g）+2H₂（g）⇌CH₃OH（g） 物质的量减少△n
1 2
2.25mol 4.5mol
故平衡时总的物质的量为2.5mol+7.5mol-4.5mol=5.5mol，恒温恒容下压强之比等于物质的量之比，故平衡时容器内压强为开始时压强的

5，5mol

2.5mol+7.5mol

=0.55倍，
故答案为：0.55；
（2）已知：①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H₁=-890.3kJ•mol^-1
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（l）△H₂=-285.8kJ•mol^-1，
利用盖斯定律，将②×4-①可得：CO₂（g）+4H₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（l）△H=4×（-285.8kJ•mol^-1）-（-890.3kJ•mol^-1）=-252.9kJ•mol^-1，
故答案为：CO₂（g）+4H₂（g）=CH₄（g）+2H₂O（l）△H=-252.9kJ•mol^-1；