...废气中的CO2为原料制取甲醇,其反应方程式为:CO2+3H2?CH3OH+H2O.请...
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发布时间：2024-10-24 14:22
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时间：2024-11-13 19:24
（1）图1中的热化学方程式为①CO（g）+H2O（l）=CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol，②CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=-（510-419）kJ/mol=-91KJ/mol，
依据盖斯定律②-①得：二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-50KJ/mol；
该反应前后气体体积减小，则△S＜0；
△G=△H-T?△S＜0时，反应能够自发进行，由于该反应为放热反应，△H＜0，而△S＜0，则温度降低时△G＜0，该反应自发进行，
故答案为：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-50KJ/mol；＜；低温；
（2）如果反应方程式CO2+3H2?CH3OH+H2O的平衡常数K值变大，则需要降低温度，
A．降低温度，平衡一定向着正向移动，故A正确；
B．降低温度后，正逆反应速率都减小，正反应速率在达到平衡前始终在减小，故B错误；
C．平衡常数变大，反应物浓度减小，生成物浓度增大，则化学平衡一定向着正向移动，故C错误；
D．化学平衡常数变大，需要降低温度，则正逆反应速率都减小，由于平衡向着正向移动，则逆反应速率先减小后增大，故D正确；
故答案为：AD；
（3）A．3v正（H2）═v逆（CO2），表示的是正逆反应速率，但是不满足化学计量数关系，说明该反应没有达到平衡状态，故A错误；
B．c（H2）═c（CO2），氢气与二氧化碳浓度相等，不能说明正逆反应速率相等，无法判断是否达到平衡状态，故B错误；
C．容器内气体的密度不变，该反应是气体质量减小的反应，反应过程中气体的质量不断减小，密度不断减小，当密度不变时，则反应达到平衡状态，故C正确；
D．该反应是气体体积缩小的反应，反应达到平衡前容器内压强不断减小，当容器内压强不变，则表明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故D正确；
故答案为：CD；
（4）若反应的容器容积为2.0L，反应时间4.0min，容器内气体的密度减小了2.0g/L，则气体减小的质量为：2.0g/L×2.0L=4.0g，
CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l） 气体减少质量△m
1mol 50g
n 4.0g
反应消耗的二氧化碳的质量为：m=1mol×4.0g50g=0.08mol，
在4min内C02的平均反应速率为：0.08mol2L4min=0.01mol．L-1；
保持其他条件不变，t1时将容器体积压缩到1L，t1时二氧化碳的浓度立刻增大为原先的2倍，即由0.025mol变为0.05mol，之后平衡向着正向移动，二氧化氮浓度减小，直至t2时达到新的平衡，t2时二氧化碳的浓度一定大于0.025mol，则t1后c（CO2）随时间t变化趋势曲线为：，
故答案为：0.01mol．L-1．min-1；．
