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%～45%。CO2可轉化成有機物實現碳循環。在體積為1L的密閉容器中充入1mol CO2和3mol H2，一定條件下發生反應：，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化如圖所示。

（1）3～9min內，v(H2)=_________mol·L-1·min-1。

（2）能說明上述反應達到平衡狀態的是________（填序號）。

A.反應中CO2與CH3OH的物質的量濃度之比為l:1（即圖中交點）

B.混合氣體的密度不隨時間的變化而變化

C.單位時間內消耗3mol H2，同時生成1mol CO2

D. CO2的體積分數在混合氣體中保持不變

（3）平衡時CO2的轉化率為________

（4）平衡時混合氣體中CH3OH(g)的體積分數為________。

Answer 1

【答案】0.125 D 75% 30%

【解析】

反應為氣體分子數減小的可逆反應。反應開始后，平衡正向移動。當9min時，CO2和CH3OH(g)的濃度不再改變，說明反應達到平衡狀態。

（1）由化學方程式可知，v(H2)=3v(CO2)=3×(0.50 mol·L-1-0.25 mol·L-1)÷6 min=0.125 mol·L-1·min-1。

（2）A項，由圖象可知，交點處表示CO2和CH3OH的濃度相等，但反應未達到平衡狀態；B項，容器容積不變，該反應是純氣體反應，即氣體的質量始終不變，故密度始終是常數；C項，消耗H2和生成H2O均表示正反應，其速率之比始終為3:1；D項，反應體系中某種氣體的含量不變，說明反應達到了平衡狀態。

（3）平衡時CO2的轉化率為。

（4）反應前后物質的物質的量如下：

開始/mol：	1	3	0	0
平衡/mol：	0.25	3-3×(1-0.25)	1-0.25	1-0.25

故平衡時混合氣體中CH3OH(g)的體積分數是。