Question

13．以CO₂為碳源制取低碳有機物成為國際研究焦點，下面為CO₂加氫制取低碳醇的熱力學數據：
反應Ⅰ：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0  kJ•mol^-1
反應Ⅱ：2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）△H=-173.6kJ•mol^-1
（1）寫出由CH₃OH（g）合成CH₃CH₂OH（g）的熱化學反應方程式：2CH₃OH（g）=CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）△H=-75.6 kJ•mol^-1
（2）對反應Ⅰ，在一定溫度下反應達到平衡的標志是cd（選填編號）
a．反應物不再轉化為生成物 b．平衡常數K不再增大
c．CO₂的轉化率不再增大 d．混合氣體的平均相對分子質量不再改變
（3）在密閉容器中，反應Ⅰ在一定條件達到平衡后，其它條件恒定，能提高CO₂轉化率的措施是AD A、降低溫度        B、補充CO₂     C、加入催化劑       D、移去甲醇．

Answer 1

分析 （1）根據已知反應II-I×2得：2CH₃OH（g）=CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g），據蓋斯定律計算焓變；
（2）可逆反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等（同種物質）或正逆反應速率之比等于系數之比（不同物質），平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析解答；
（3）密閉容器中，反應Ⅰ在一定條件達到平衡后，其它條件恒定，能提高CO₂轉化率的措施即使得平衡正向移動的因素即可．

解答 解：（1）已知：反應I：CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0 kJ•mol^-1
反應II：2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）△H=-173.6kJ•mol^-1
根據蓋斯定律II-I×2得：2CH₃OH（g）=CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）；△H=-75.6 kJ•mol^-1．
故答案為：2CH₃OH（g）=CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）△H=-75.6 kJ•mol^-1；
（ 2）a．反應物不再轉化為生成物的狀態不能說明正逆反應速率相等，不一定平衡，故a錯誤；
b．平衡常數只受溫度影響，溫度不變，K不變，在非絕熱容器中，溫度不變，K不再增大的狀態不一定平衡，故B錯誤；
c．CO₂的轉化率不再增大，證明反應達到了平衡狀態，故C正確；
d．混合氣體的平均相對分子質量等于質量和物質的量的比值，質量不變，物質的量變化，所以平均相對分子質量變化，當進行到不變的狀態是平衡狀態，故d正確；
故選：cd；
（3）A、降低溫度，平衡正向移動，反應物轉化率增大，故A正確；
B、補充CO₂會使得轉化率減小，故B錯誤；
C、加入催化劑不會引起平衡的移動，反應物轉化率不變，故C錯誤；
D、移去甲醇，會使得平衡正向移動，反應物的轉化率增加，故D正確．
故選AD．

點評 本題涉及蓋斯定律的使用以及化學平衡移動的影響因素的應用知識，難度中等，注意知識的歸納和梳理是關鍵．