Question

【題目】降低大氣中CO2的含量及有效地開發利用CO2，目前工業上有一種方法是用CO2來生產燃料甲醇。為探究反應原理，現進行如下實驗，在體積為2L的恒容密閉容器中，充入2mol CO2和6mol H2，一定條件下發生反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.0kJ/mol，測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示：

(1)從反應開始到平衡，用CO2表示該反應的平均速率ν(CO2)=________mol/(Lmin)；

(2)平衡時氫氣的物質的量濃度為_______mol/L；

(3)該條件下該反應的平衡常數K=_______；

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

A．升高溫度 B．充入He(g)，使體系壓強增大

C．將H2O(g)從體系中分離出去 D．再充入1mol CO2和3mol H2

(5)當達到平衡時，不再維持恒容，充入氬氣保持壓強不變，平衡將_______(填“正向”、“逆向”或“不移動”)。

Answer 1

【答案】0.075 0.75 CD 逆向

【解析】

根據v= 計算(1)；根據三段式分析解答(2)(3)；

(4)要使增大，應使平衡向正反應方向移動；

(5)當達到平衡時，不再維持恒容，充入氬氣保持壓強不變，體積增大，平衡向氣體體積增大的方向進行，據此分析判斷。

(1)根據圖像，二氧化碳濃度減小了0.75mol/L，則v(CO2)==0.075mol/(Lmin)，故答案為：0.075；

(2) CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，

開始(mol/L)： 1 3 0 0

變化(mol/L)：0.75 2.250.75 0.75

平衡(mol/L)：0.25 0.750.750.75

氫氣的平衡濃度為0.75mol/L，故答案為：0.75；

(3)平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，則K===，故答案為：；

(4)要使增大，應使平衡向正反應方向移動。A．因正反應放熱，升高溫度平衡向逆反應方向移動，則減小，故A錯誤；B．充入He(g)，使體系壓強增大，但對反應物質來說，濃度沒有變化，平衡不移動，不變，故B錯誤；C．將H2O(g)從體系中分離，平衡向正反應方法移動，增大，故C正確；D．再充入1mol CO2和3mol H2，等效于在原來基礎上縮小體積一半，壓強增大，平衡向正反應方向移動，則增大，故D正確；故答案為：CD；

(5)當達到平衡時，不再維持恒容，充入氬氣保持壓強不變，體積增大，平衡向氣體體積增大的方向進行，CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，平衡逆向進行，故答案為：逆向。