Question

【題目】工業(yè)上有一種方法有效地開發(fā)利用CO2，是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。為探究反應(yīng)原理，進(jìn)行如下實驗，在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）；△H=-49.0kJ/mol．測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示。

（1）從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（CO2）= ________mol/（Lmin）；

（2）氫氣的轉(zhuǎn)化率= ________；

（3）求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________；

（4）下列措施中能使平衡體系中n（CH3OH）/n（CO2）增大的是________

A．將H2O（g）從體系中分離出去

B．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大

C．升高溫度

D．再充入1mol CO2和3mol H2

（5）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，CO2的物質(zhì)的量濃度為c1，然后向容器中再加入一定量CO2，待反應(yīng)再一次達(dá)到平衡后，CO2的物質(zhì)的量濃度為c2，則c1________ c2（填＞、＜、＝）

Answer 1

【答案】（1）0.075；（2）75%；（3）5.33；（4）AD（5）＜

【解析】

試題分析：（1）利用三段式解題法計算

CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），

開始（mol/L）：1 3 0 0

變化（mol/L）：0.75 2.25 0.75 0.75

平衡（mol/L）：0.25 0.75 0.75 0.75

從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H2）==0.225 molL-1min-1，

因此v（CO2）= v（H2）=×0.225 molL-1min-1=0.075 molL-1min-1，故答案為：0.075；

（2）氫氣的轉(zhuǎn)化率=×100%=75%，故答案為：75%；

（3）平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，則

k===5.33，故答案為：5.33；

（4）要使n（CH3OH）/n（CO2）增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動，A、將H2O（g）從體系中分離，平衡向正反應(yīng)方法移動，n（CH3OH）/n（CO2）增大，故A正確；B、充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大，但對反應(yīng)物質(zhì)來說，濃度沒有變化，平衡不移動，n（CH3OH）/n（CO2）不變，故B錯誤；C、因正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，則n（CH3OH）/n（CO2）減小，故C錯誤；D、再充入1mol CO2和3mol H2，等效于在原來基礎(chǔ)上縮小體積一半，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，則n（CH3OH）/n（CO2）增大，故D正確；故答案為：AD。

（5）向容器中再加入一定量CO2，c（CO2）增大，平衡向右移動，故c1＜ c2，故答案為：＜。