Question

【題目】研究CO2的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義．
（1）將CO2與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等．已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJmol﹣1
C（石墨）+CO2（g）═2CO（g）△H2=+172.5kJmol﹣1
則CO還原Fe2O3的熱化學方程式為
（2）某實驗將CO2和H2充入一定體積的密閉容器中，在兩種不同溫度條件下反應：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJmol﹣1
測得CH3OH的物質的量隨時間變化如下圖所示，回答問題：

①該反應的平衡常數表達式K=；
②曲線Ⅰ、Ⅱ對應的平衡常數大小關系為：KⅠKⅡ（填“＞”、“=”或“＜”）．
③下列措施中能增大CO2轉化率的是 ． （填序號）
A．升高溫度B．充入He（g）使體系壓強增大
C．將H2O（g）從體系中分離 D．再充入一定量CO2
④下列圖象正確且能表明在t時刻反應一定處于平衡狀態的是 ． （填序號）

Answer 1

【答案】
（1）Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣28.5 kJ?mol﹣1
（2）；＞；C；BC
【解析】解：（1）①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJmol﹣1②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJmol﹣1
依據蓋斯定律①﹣②×3得到熱化學方程式為：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣28.5kJmol﹣1；
所以答案是：Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=﹣28.5kJmol﹣1；（2）①CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）可知，K= ，所以答案是： ；②II平衡時間小于I，說明II反應速率大于I，且平衡時II中CH3OH的物質的量小于I，說明平衡向逆反應方向移動，則只能是升高溫度，即II的溫度大于I，溫度越高，平衡向逆反應方向移動，導致化學平衡常數越小，所以KⅠ＞KⅡ ， 所以答案是：＞；③A．正反應是放熱反應，所以升高溫度，平衡逆向移動，二氧化碳轉化率減小，故不選；
B．充入He（g）使體系壓強增大，但各組分的濃度不變，平衡不移動，故不選；
C．將H2O（g）從體系中分離，減少生成物的濃度，平衡正向移動，二氧化碳的轉化率變大，故選；
D．再充入一定量CO2 ， 平衡正向移動，但本身的轉化率減少，故不選；故選C；④A、平衡常數是溫度的函數，溫度不變，平衡常數不變，所以不能做平衡狀態的標志，故錯誤；
B、氣體的平均摩爾質量不變，說明各物質的量不變，說明反應達平衡狀態，故正確；
C、壓強不變說明各物質的量不變，反應達平衡狀態，故正確；
D、氣體的密度始終不變，所以不能做平衡狀態的標志，故錯誤；故選BC．
【考點精析】關于本題考查的化學平衡狀態本質及特征和化學平衡的計算，需要了解化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）；反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%才能得出正確答案．