（14分）随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视 如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2

（14分）随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了普遍的重视。 （1）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应： 下图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ·mol-1）的变化。 ①该反应是            （填“吸热”或“放热”）反应。 ②反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？    （填“是”或“否”），原因是                           。 （2）若将6mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示（实线）。 ①该条件下反应的平衡常数K=    。请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。 ②仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是      ，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是    。 ③下列措施中能使H2转化率增大的是     。 A．升高温度 B．充入He（g），使体系压强增大 C．将H2O（g）从体系中分离出来 D．再充入3mol CO2和4mol H2 （3）如将CO2与H2以1：4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。已知： 写出CO2（g）与H2（g）反应生成CH4（g）与液态水的热化学方程式    。

参考解答

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2025-04-04 10:46:11

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（1）①放热（1分） ②否（1分）催化剂不能改变化学反应始态和终态的能量（2分） （2）①0.5 （2分） ②升高温度（1分）增大压强（1分）③CD（2分） （3）CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O (l) △H=-252.9kJ·mol-1 (2分)

（1）根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的能量，所以是放热反应。催化剂能改变活化能，但不能改变反应热。 （2）①平衡时氢气的物质的量是2mol，消耗氢气是6mo。所以根据反应式可知，消耗CO2是2mol，生成甲醇和水的物质的量都是2mol。所以平衡常数为。 ②曲线1到达平衡的时间少，说明反应速率快。但平衡时氢气的物质的量多，说明平衡向逆反应方向移动。因为反应是体积减小的、放热的可逆反应，所以改变的条件是升高温度。曲线Ⅱ到达平衡的时间少，说明反应速率快。但平衡时氢气的物质的量少，说明平衡向正反应方向移动。因为反应是体积减小的、放热的可逆反应，所以改变的条件是增大压强。 ③升高温度平衡向逆反应方向移动，氢气转化率降低，B中体积不变，浓度不变，平衡不移动。C相当于降低生成物浓度，平衡向正反应方向移动，转化率增大。D相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，转化率增大。答案选CD。 （3）考查盖斯定律的应用。根据反应式可知，将第二个×2减去第一式即得到CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O (l)，所以反应热是－285.8kJ·mol-1×4＋890.3kJ·mol-1＝△H=-252.9kJ·mol-1。

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