题目

题型：不详难度：来源：

温室效应和资源短缺等问题和如何降低大气中的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______．
A．△H＞0，△S＞0
B．△H＞0，△S＜0
C．△H＜0，△S＜0
D．△H＜0，△S＞0
（2）该反应平衡常数K的表达式为______．
（3）温度降低，平衡常数K______（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（4）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol   H₂，测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H₂）______mol•L^-1•min^-1．
（5）下列措施中能使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大的有______．
A．升高温度
B．加入催化剂
C．将H₂O（g）从体系中分离
D．再充入1mol CO₂和3mol H₂
E．充入He（g），使体系总压强增大．

答案

（1）由图1可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即△H＜0，由方程式可知，该反应正反应是气体的物质的量减小的反应，故正反应为熵减过程，即△S＜0；
故选C；
（2）可逆反应CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）的化学平衡常数k=

c(CH3OH)•c(H2O)

c(CO2)•c3(H2)

；
故答案为：

c(CH3OH)•c(H2O)

c(CO2)•c3(H2)

；
（3）该反应正反应是放热反应，降低温度平衡向正反应移动，平衡常数增大；
故答案为：增大；
（4）由图2可知，10min达平衡时甲醇的浓度变化量为0.75mol/L，所以v（CH₃OH）=

0.75mol/L

10min

=0.075mol/（L•min），速率之比等于化学计量数之比，所以v（H₂）=3v（CH₃OH）=3×0.075mol/（L•min）=0.225mol/（L•min）；
故答案为：0.225；
（5）使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，改变条件使平衡向正反应移动，但只增大二氧化碳的浓度会使该比值减小．
A．升高温度，平衡向逆反应移动，n（CH₃OH）/n（CO₂）减小，故A错误；
B．加入催化剂，平衡不移动，n（CH₃OH）/n（CO₂）不变，故B错误；
C．将H₂O（g）从体系中分离，平衡向正反应移动，n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故C正确；
D．再充入1mol CO₂和3mol H₂，等效为增大压强，平衡正反应移动，平衡时n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故D正确；
E．充入He（g），反应混合物的浓度不变，变化不移动，n（CH₃OH）/n（CO₂）不变，故E错误；
故选CD．