Question

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。

I．已知某些化学键的键能数据如下

化学键	C=O	C—O	C—H	H—H	O—H
键能/kJ·mol-1	745	351	415	436	462

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=________kJ·mol-1

II．将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(l)

（1）该反应化学平衡常数表达式K=__________。

（2）已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，达平衡时CO2的转化率如右图所示：

①该反应的ΔH __________0（填“>"或“<”）。

②若温度不变，减小反应投料比[n(H2)/n(CO2)]，K值将__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

③700K投料比[n(H2)/n(CO2)] = 2时，达平衡时H2的转化率α = __________

（3）某温度下，向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应，下列物理量不再发生变化时，能说明反应达到平衡状态的是__________。

A．二氧化碳的浓度    B．容器中的压强

C．气体的密度        D．CH3OCH3与H2O的物质的量之比

（4）某温度下，在体积可变的密闭容器中，改变起始时加入各物质的量，在不同的压强下，平衡时CH3OCH3(g)的物质的量如下表所示：

	P1	P2	P3
I．2.0 mol CO2  6.0 mol H2	0.10 mol	0.04 mol	0.02 mol
II．1.0 mol CO2  3.0 mol H2	X1	Y1	Z1
III．1.0 mol CH3OCH3  3.0 mol H2O	X2	Y2	Z2

①P1_________P3（填“>”“<”或“=”）；②X1=__________；

③P2下，III中CH3OCH3的平衡转化率为__________。

Answer

I．－184 II．（1）（2）①＜②不变③45﹪

（3）ABC（4）①＞②0.05mol③96﹪

【解析】

试题分析：I． 焓变=反应物的键能—生成物的总键能，

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=745×2+436×3－415×3－351－462×3=－184 kJ·mol-1

II．2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(l)

（1）该反应化学平衡常数表达式K=。

（2）已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，达平衡时CO2的转化率如右图所示：

①投料比相同时，升高温度CO2的转化率减小，该反应的ΔH ＜ 0。

②平衡常数只与温度有关，若温度不变，减小反应投料比[n(H2)/n(CO2)]，K值不变。

③700K投料比[n(H2)/n(CO2)] = 2时，

H2的转化率α==45%

（3）某温度下，向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应，下列物理量不再发生变化时，能说明反应达到平衡状态的是根据化学平衡定义，反应物浓度不变达到平衡状态，故A正确；该反应的气体物质的量为变量，所以在体积一定的密闭容器中，压强为变量，容器中的压强不变一定平衡，故B正确；该反应有水生成，气体质量为变量，气体的密度为变量，密度不变一定平衡，故C正确；CH3OCH3与H2O都是生成物，CH3OCH3与H2O的物质的量之比始终为1:3，故CH3OCH3与H2O的物质的量之比不变，不一定平衡，D错误。

（4）①增大压强平衡正向移动，CH3OCH3(g)的物质的量增加，故P1>P3；②反应I 、II 是等比等效，I 投料是II的2倍， X1=0.05mol；③I、III为等效平衡，反应III达到平衡时，CH3OCH3(g)的物质的量为0.04，P2下，III中CH3OCH3的平衡转化率为=96%。。

考点：本题考查化学平衡移动。