Question

【題目】中國政府承諾，到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，一定條件下反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

（1）從3min到9min，v(CO2)=__mol·L-1·min-1（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。

（2）能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__（填編號）。

A.反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1（即圖中交叉點(diǎn)）

B.混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化

C.單位時(shí)間內(nèi)生成1molH2，同時(shí)生成1molCH3OH

D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化

（3）平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為__%。

（4）平衡混合氣體中CO2(g)和H2(g)的質(zhì)量之比是__。

（5）第3分鐘時(shí)v正(CH3OH)__第9分鐘時(shí)v逆(CH3OH)（填“＞”、“＜”“=”或“無法比較”）。

Answer 1

【答案】0.042 BD 75 22：3 ＞

【解析】

（1）3min到9min，根據(jù)CO2濃度變化計(jì)算CO2化學(xué)反應(yīng)速率v(CO2)；

（2）化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的物理量不變；

（3）由圖象可知平衡時(shí)CO2的為0.25mol/L，可知消耗0.75mol/L，以此計(jì)算轉(zhuǎn)化率；

（4）結(jié)合各物質(zhì)的平衡濃度，利用三段式法計(jì)算；

（5）第9分鐘時(shí)達(dá)到平衡，υ逆（CH3OH）=υ正（CH3OH），隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小。

(1)3min到9min，CO2濃度變化為0.5mol/L0.25mol/L=0.25mol/L，CO2反應(yīng)速率為：，故答案為：0.042；

(2)A.反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1:1(即圖中交叉點(diǎn))，濃度相等而不是不變，故A錯(cuò)誤；

B. 混合氣體的物質(zhì)的量為變量，則壓強(qiáng)為變量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化，此時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，故B正確；

C. 單位時(shí)間內(nèi)生成3molH2，同時(shí)生成1molCH3OH，則正逆反應(yīng)速率相等，故C錯(cuò)誤；

D.混合氣體的質(zhì)量不變，混合氣體的物質(zhì)的量隨著反應(yīng)的進(jìn)行是變量，則平均相對分子質(zhì)量不隨時(shí)間的變化而變化此時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，故D正確；

故答案為：BD；

(3)由圖象可知平衡時(shí)CO2的為0.25mol/L，可知消耗0.75mol/L，則轉(zhuǎn)化率為，故答案為：75；

(4)

則平衡時(shí)混合氣體中CO2(g)和H2(g)的質(zhì)量之比是 ，故答案為：22:3；

(5)第9分鐘時(shí)達(dá)到平衡，υ逆(CH3OH)=υ正(CH3OH)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率逐漸減小，則第3分鐘時(shí)υ正(CH3OH) 大于第9分鐘時(shí)υ逆(CH3OH)。故答案為：＞。