Question

【題目】煤燃燒后的主要產(chǎn)物是CO、CO2。

（1）以CO2為原料可制備甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1，向1L的恒容密閉容器中充入1mol CO2(g)和3mol H2(g)，測(cè)得CO2(g)和CH3OH(g)濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。

①圖1中N表示的是______（填化學(xué)式）；0~8min內(nèi)，以氫氣表示的平均反應(yīng)速率v(H2)=_______mol L-1 min-1。

②在一定條件下，體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(ɑ)與L和X的關(guān)系如圖2所示，L和X分別表示溫度和壓強(qiáng)。X表示的物理量是____________(填“溫度”或“壓強(qiáng)”)，L1________(填“>”或“<”)L2。

（2）向一體積為20L的恒容密閉容器中通入1molCO2發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)2CO(g)+O2(g)，在不同溫度下各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)變化如圖3所示。1600℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，則此時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K_____________。

Answer 1

【答案】 CO2 0.28 (或 0.28125) 壓強(qiáng) < 0. 0125

【解析】（1）①結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，向1L的恒容密閉容器中充入1mol CO2(g)和3mol H2(g)，測(cè)得CO2(g)和CH3OH(g)濃度隨時(shí)間的變化如圖1所示，N起始量為1.00mol/L，為CO2，平衡后CO2的物質(zhì)的量濃度為0.25mol/L，物質(zhì)的量為0.25mol，

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

起始量（mol） 1 3 0 0

變化量（mol） 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡量（mol） 0.25 0.75 0.75 0.75

反應(yīng)速率v(H2)= ==0.28 mol L-1 min-1;

②在一定條件下，體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(ɑ)與L和X的關(guān)系如圖2所示，L和X分別表示溫度和壓強(qiáng)，反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，利用平衡影響原理分析，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)，圖象可知X增大CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(ɑ)增大，說(shuō)明平衡正向進(jìn)行則X為增大壓強(qiáng)，則X表示的物理量是壓強(qiáng)，L為溫度變化；溫度升高平衡逆向移動(dòng)，二氧化碳轉(zhuǎn)化率越大，溫度越低，則L1<L2；

（2）向一體積為20L的恒容密閉容器中通入1molCO2發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)2CO(g)+O2(g)，在不同溫度下各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)變化如圖3所示。圖象中1600℃減少的為二氧化碳，平衡體積分?jǐn)?shù)為40%，1600℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，設(shè)二氧化碳消耗濃度為x，

2CO2(g) 2 CO2(g) +O2(g)

起始量（mol/L） 0.05 0 0

改變量（mol/L） x x x

平衡量（mol/L） 0.05-x x 0.5x

=40%，解得：x=0.025mol/L，平衡常數(shù)K==0.0125。