淡若清风1
B．该反应的活化能为419kJ
C．使用催化剂后反应速率加快，△H 不变
D．若改变条件使平衡向正反应方向移动，则CO 的转化率可能增大，可能不变，也可能减小
（4）反应分別在230℃、250℃、270℃进行时，CO的平衡转化率与的关系如图所示。
①230℃对应的曲线是_________________，依据是________________。
②向容积为1L的密闭容器中投入1nolCO、3molH2，在上述某温度下进行反应，平衡后测得
=，则反应温度为_____________，平衡常数K=_________________。
【答案】 > 减小 小于 CD X 对于放热反应，其它条件不变时，温度越低反应物的转化率越高 250℃ 5.625
【解析】(l)根据表中数据甲的体积和起始投料均为乙的二倍，若温度相同则为等效平衡，平衡时氢气的量也应为乙的二倍，则乙中氢气应为1.6mol，实际只有1.2mol，反应为吸热反应，温度降低平衡逆向移动氢气的含量减小，故T1>T2；（2）T1时达到平衡后再加入lmolH2O(g)，平衡转移消耗的水比加入的少得多，故达到新平衡后H2(g)的物质的量分数减小；T2时，
K=，若起始时乙容器中加入1.5molC(s)、1.2molH2O(g)、0.5molCO2(g)、
1.4molH2(g)，此时Q=，反应逆向移动，v(正)小于v(逆)；（3） A．由
图中信息可知，该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，故△H<0，选项A错误；B．该反应没有催化剂条件下正反应的的活化能为419kJ/mol，选项B错误；C．使用催化剂后反应速率加快，但催化剂只能改变反应的活化能，不能改变焓变，故△H不变，选项C正确；D．若改变条件使平衡向正反应方向移动，则CO的转化率可能增大，可能不变，也可能减
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小，选项D正确。答案选CD；（4）①反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)为放热反应，升高温
度反应逆向移动，CO的转化率降低，故230℃对应的曲线是X，依据是对于放热反应，其它条件不变时，温度越低反应物的转化率越高；
②平衡后测得CO(g)+2H2(g)
=，设CH3OH(g)
，，故
开始时的浓度（mol/L） 1 3 0 改变的浓度（mol/L） 0.9 3-4x 3x 平衡时的浓度（mol/L） 0.1 4x=1.2 3x=0.9
根据反应有3-4x=2×3x，x=0.3，代入以上数据，则时，CO的转化率为
，对应的温度应该为250℃，平衡常数K=5.625。
4．催化还原CO2 是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2 和H2 可发生两个平行反应，分别生成CH3OH 和CO。反应的热化学方程式如下: I.CO2(g)+3H2(g) I.CO2(g)+H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7kJ·mol-1 CO(g)+H2O(g) △H2
某实验室控制CO2 和H2 初始投料比为1: 2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据:
CO2转化率(％) 12.3 10.9 15.3 12.0 甲醇选择性(％) 42.3 72.7 39.1 71.6 T(K) 催化剂 543 543 553 553 Cat.l Cat.2 Cat.l Cat.2 [备注]XCat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性:转化的CO2 中生成甲醇的百分比。
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已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ/mol和一285.8kJ/mol； ②H2O(l)==H2O(g) △H3=+44.0kJ·mol-1 请回答下列问题(不考虑温度对△H的影响):
（1）反应I在_________(填“低温”或“高温”)下自发进行；反应II每生成9g水蒸气放出热量为___________。
（2）恒容条件下，有利于提高CO2 转化为CH3OH 的平衡转化率的措施有_____(填字母代号)。
A．延长反应时间 B．使用催化剂Cat.2 C．降低反应温度 D．投料比不变，增加反应物的浓度 E.增大CO2和H2的初始投料比 （3）由表中实验数据可以得出的结论是_______________________。
（4）553 K，使用催化剂Cat.2，在该时刻H2 的转化率为______(填字母代号)。 A．5.5% B．13.3% C．16.4% D．29.3%
（5）在下图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程～能量”示意图。________
（6）研究证实，CO2 也可在硫酸溶液中用情性电解生成甲醇，则生成甲醇的电极反应式是_________，另一极的电解产物为______________________。
【答案】 低温 20.6kJ CD 在相同温度下不同的催化剂对CO2 转化成CH3OH的选择性有显著的影响(或在相同温度下不同的催化剂对反应I的催化能力不同) C
CO2+6H++6e-==CH3OH+H2O O2(H2SO4)
【解析】（1）反应I为I.CO2(g)+3H2(g) 反应，
在低温下自发进行；反应为II.CO2(g)+H2(g)
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CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7kJ·mol-1 为放热
CO(g)+H2O(g) △H2
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已知CO和H2的燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1，则①：CO（g）+O2（g）=CO2
（g） △H= -283.0kJ·mol-1 ②：H2（g）+（l）＝H2O（g） ΔH3=+44.0kJ·mol-1
O2（g）=H2O （l）△H=-285.8kJ·mol-1 ③：H2O
根据盖斯定律分析，②－①＋③即可得热化学方程式为： CO2（g）+ H2（g）
CO（g）+H2O（g）ΔH2=-285.8+283.0+44=+41.2 kJ·mo
每生成9g水蒸气放出热量为20.6 kJ。
（2）反应Ⅰ中A、延长反应时间，平衡不移动，不能提高转化率，A错误；B、使用催化剂，平衡不移动，不能提高转化率，B错误；C、降低反应温度，平衡正向移动，提高二氧化碳的转化率，C正确；D、投料比不变，增加反应的浓度，平衡正向移动，提高二氧化碳的转化率，D正确;E、增大二氧化碳和氢气的初始投料比，能提高氢气的转化率，二氧化碳的会降低，E错误；；答案选CD。
（3）从表格数据分析，在相同的温度下，不同的催化剂，其二氧化碳的转化率也不同，说明不同的催化剂的催化能力不同；相同催化剂不同的温度，二氧化碳的转化率不同，且温度高的转化率大，因为正反应为放热反应，说明表中数据是未到平衡数据。所以在相同温度下不同的催化剂对CO2 转化成CH3OH的选择性有显著的影响。 （4）由.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1= -53.7kJ·mol-1
初始量 1 2.2 0 0 变化量0,12 0.36 0.12 0.12 平衡量 0,88 1.84 0.12 0.12
553 K，使用催化剂Cat.2，在该时刻H2 的转化率为=0.36/2.2
=16.4
（5已知反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程～能量”示意图。
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（6）CO2 也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇C元素化合价降低,被还原,应为电解池的阴极反应,电极方程式为 CO2 +6H++6e- = CH3OH+H2O，阳极的4OH—4e-=O2+H2O 故答案为：CO2 +6H++6e- = CH3OH+H2O ，O2 (H2SO4)
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