Question

（2013?蘭州一模）乙醇是重要的化工原料和液體燃料，可以在一定條件下利用CO₂與H₂反應制取：
2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）△H＜0，請回答：
（1）在恒溫、恒容的密閉容器中，下列描述能說明上述反應已達化學平衡狀態(tài)的是

bde

（填字母序號）．
a．生成1mol CH₃CH₂OH的同時，生成3mol H₂O
b．體系中各組份的物質的量濃度不隨時間而變化
c．體系中混合氣體的密度不隨時間而變化
d．體系中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化
e．體系中的氣體的總壓強不隨時間而變化
（2）上述反應的化學平衡常數(shù)的表達式為

c3(H2O)?c(CH3OH)

c2(CO2)?c6(H2)

．當溫度T₁＞T₂時，化學平衡常數(shù)K₁

＜

K₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）在恒溫、體積固定的某密閉容器中加入2mol CO₂和6mol H₂，達到平衡后測得CH₃CH₂OH為0.5mol，則H₂的轉化率為

50%

，如果再向該容器充入1mol CO₂和3mol H₂，平衡會向

正向移動

（填“正向移動”、“逆向移動”或“不移動”），再次達到平衡時，CO₂的轉化率會

增大

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（4）在工業(yè)生產(chǎn)中，可使H₂的轉化率和化學反應速率同時提高的措施有

增大CO₂濃度或增大壓強

 （寫出一條合理措施即可）．
（5）已知：0.5mol 乙醇液體燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，放出的熱量為617.1kJ/mol，又知H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.2kJ/mol，請寫出乙醇液體完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式

C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.8kJ/mol

．

Answer 1

分析：（1）反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發(fā)生變化，以及由此衍生的一些物理量為定值，由此結合選項進行判斷；
（2）化學平衡常數(shù)指一定溫度下，可逆反應到達平衡狀態(tài)各生成濃度的系數(shù)次冪的乘積與各反應物濃度的系數(shù)次冪的乘積的比值，據(jù)此書寫；
該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，平衡常數(shù)減小，據(jù)此判斷；
（3）平衡后測得CH₃CH₂OH為0.5mol，根據(jù)方程式計算參加反應的氫氣的物質的量，再根據(jù)轉化率等于計算氫氣的轉化率；
如果再向該容器充入1mol CO₂和3mol H₂，恒溫恒容下，等效為再原平衡的基礎上增大壓強，平衡向正反應移動，
反應物的轉化率增大，據(jù)此解答；
（4）根據(jù)反應的特征，改變條件加快反應速率，同時平衡向正反應移動，結合外界條件對平衡移動影響解答，注意不能只增大氫氣的濃度；
（4）先求出1mol液態(tài)乙醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量，再根據(jù)書寫熱化學方程式的方法書寫；

解答：解：（1）a．生成1mol CH₃CH₂OH的同時，生成3mol H₂O，都表示正反應速率，二者始終按1：3進行，不能說明到達平衡，故a錯誤；
b．可逆反應到達平衡時，各組分的物質的量不變，體系中各組份的物質的量濃度不隨時間而變化，說明到達平衡，故b正確；
c．反應混合氣體的總質量不變，容器的體積不變，密度始終不變，體系中混合氣體的密度不隨時間而變化，不能說明到達平衡，故c錯誤；
d．隨反應進行混合氣體總的物質的量減小，體系中氣體的分子總數(shù)減少，體系中氣體分子總數(shù)不隨時間而變化，說明到達平衡，故d正確；
e．隨反應進行混合氣體總的物質的量減小，恒溫恒容下，混合氣體的總壓強降低，體系中的氣體的總壓強不隨時間而變化，說明到達平衡，故e正確；
故答案為：bde；
（2）可逆反應2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）的平衡常數(shù)k=

c3(H2O)?c(CH3OH)

c2(CO2)?c6(H2)

，
該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，平衡常數(shù)減小，即溫度越高，平衡常數(shù)越小，溫度T₁＞T₂，故K₁＜K₂，故答案為：

c3(H2O)?c(CH3OH)

c2(CO2)?c6(H2)

，＜；
（3）平衡后測得CH₃CH₂OH為0.5mol，根據(jù)方程式可知參加反應的氫氣的物質的量為0.5mol×6=3mol，故氫氣的轉化率為

3mol

6mol

×100%=50%，
如果再向該容器充入1mol CO₂和3mol H₂，恒溫恒容下，等效為再原平衡的基礎上增大壓強，平衡向正反應移動，CO₂的轉化率增大，
故答案為：50%，正向移動，增大；
（4）改變條件加快反應速率，同時平衡向正反應移動，可以增大CO₂濃度或增大壓強，反應速率加快，平衡向正反應移動氫氣的轉化率增大，故答案為：增大CO₂濃度或增大壓強；
（5）1mol液態(tài)乙醇完全燃燒生成二氧化碳和氣態(tài)水放出熱量為617.1kJ×

1mol

0.5mol

=1234.2kJ，
1mol液態(tài)乙醇完全燃燒生成3mol水，3mol氣態(tài)水轉化為液態(tài)水放出的熱量44.2kJ×3=132.6kJ，
所以1mol液態(tài)乙醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量為1234.2kJ+132.6kJ=1366.8kJkJ，
所以乙醇燃燒生成氣態(tài)水的熱化學方程式為C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.8kJ/mol，
故答案為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.8kJ/mol．

點評：本題考查化學平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)、化學平衡影響因素、熱化學方程式的書寫等，難度中等，（5）注意反應熱的計算．