Question

【題目】由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用，引用了各界的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，該反應(yīng)的能量變化如圖所示：

（1）上述反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為________________，溫度降低，平衡常數(shù)K________(填“增大”、“不變”或“減小”)。

（2）在體積為2 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，測得CO2的物質(zhì)的量隨時間變化如下表所示。從反應(yīng)開始到5 min末，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)＝________。從反應(yīng)到平衡時CO2轉(zhuǎn)化率=________

t/min	0	2	5	10	15
n(CO2)/mol	1	0.75	0.5	0.25	0.25

（3）下列條件能使上述反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是________(填寫序號字母)

a．及時分離出CH3OH氣體

b．適當(dāng)升高溫度

c．保持容器的容積不變，再充入1 mol CO2和3 mol H2

d．選擇高效催化劑

Answer 1

【答案】c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2)增大0.15mol/(Lmin)75%c

【解析】

(1) 反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)的平衡常數(shù)K= ，該反應(yīng)生成物比反應(yīng)物能量低，是放熱反應(yīng)；溫度降低，平衡正向移動，K值增大；

(2)v(H2)＝3v(CO2)＝ ×3＝0.15 mol·L－1·min－1；從反應(yīng)到平衡時CO2轉(zhuǎn)化率=；

(3)a.及時分離出甲醇?xì)怏w會使平衡正向移動，但反應(yīng)速率減小，故不符合；b.升高溫度會使反應(yīng)速率增大，但平衡逆向移動，故不符合；c.選擇高效的催化劑會加快反應(yīng)速率，但平衡不移動，故符合；d.保持容器的容積不變，再充入1 mol CO2和3 mol H2，等效于在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡正向移動，故不符合。答案選c。