研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．（1）已知拆开1molH2、1molO2和液态水中1molO-H键使之成为气态原子所需的能量分别为436kJ、496kJ和462kJ；CH3OH（g）的燃烧热为627kJ•mol-1

Question

研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．

（1）已知拆开1mol H₂、1mol O₂和液态水中1mol O^-H键使之成为气态原子所需的能量分别为436kJ、496kJ和462kJ；CH₃OH（g）的燃烧热为627kJ•mol^-1 则CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（l）△H=___kJ•mol^-1
（2）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）₂反应平衡常数表达式K=___．
②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如图所示．该反应的△H___0（填“>”或“<”）．若温度不变，减小反应投料比[ (n(H2))/(n(CO2))]，则K将___（填“增大”、“减小”或“不变”）．
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，当下列物理量不再发生变化时，
能表明上述可逆反应达到化学平衡的是___．
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
（3）向澄清的石灰水中通入CO₂至溶液中的Ca²⁺刚好完全沉淀时，则溶液中c（CO

2-

3

）=___．[已知：Ksp（CaCO₃）=2.8×10^-9]．

Answer 1

（1）设反应的反应热为xkJ•mol^-1，根据甲醇的燃烧热写出：CH₃OH（g）+(3)/(2)O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-627kJ•mol^-1 ，结合CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（l）△H=xkJ•mol^-1利用盖斯定律可得：3H₂（g）+(3)/(2)O₂（g）=3H₂O（l）△H=-627kJ•mol^-1+xkJ•mol^-1，即436kJ×3+496kJ×(3)/(2)-462kJ×6=-627kJ+xkJ，解得：x=-93；
故答案为：-93；    
（2）①平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以平衡常数K=(c(CH3OCH3))/(c2(CO2)c6(H2))；
故答案为：(c(CH3OCH3))/(c2(CO2)c6(H2))；
②因为温度越高，CO₂转化率越小，则平衡逆移，所以该反应正方向为放热反应，即△H<0，K只受温度影响，若温度不变，减小投料比，则K不变，
故答案为：<；不变；
③A．二氧化碳的浓度不变，则达到了平衡，故A选；
B．反应前后气体的系数和不相等，当容器内压强不再改变，则达到了平衡，故B选；
C．该反应是一个反应前后气体体积变化的可逆反应，容器的体积不变，但反应前后气体质量变化，气体的密度不发生变化，则达到了平衡，故C选；
D．任何时候CH₃OCH₃与H₂O的物质的量之比不变，不能说明反应达到平衡，故D不选；
故选ABC；
（3）向澄清的石灰水中通入CO₂至溶液中的Ca²⁺刚好完全沉淀时，c（Ca²⁺）=1×10^-5mol/L，则c（CO

2-

3

）=(2.8×10-9)/(1×10-5)mol/L=2.8×10^-4mol/L；
故答案为：2.8×10^-4mol/L；