Question

【题目】由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化。

(1)该反应平衡常数K的表达式为_________________。

(2)温度降低，平衡常数K_________(填“增大”、“不变”或“减小”)。

(3)为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，CO2和H2的转化率比是________。

(4)下列措施中能使(3)题中增大的有____________。(填字母)

A．升高温度

B．加入催化剂

C．将H2O(g)从体系中分离

D．充入He(g)，使体系总压强增大

E．再充入1mol CO2和3mol H2

Answer 1

【答案】 增大 1:1 CE

【解析】

(1)该反应平衡常数K的表达式为生成物的浓度幂的乘积与反应物的浓度幂的乘积之比。

(2)由坐标图象可能看出，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应放热。温度降低，平衡正向移动，由此可确定平衡常数K的变化。

(3)先由图中数据求出CO2的浓度变化量为0.75mol/L，利用化学方程式，可求出H2的浓度变化量为2.25mol/L，由此可求出从反应开始到平衡，CO2和H2的转化率比。

(4)A．升高温度，平衡逆向移动，n(CH3OH)减小，n(CO2)增大；

B．加入催化剂，平衡不发生移动；

C．将H2O(g)从体系中分离，平衡正向移动，n(CH3OH)增大，n(CO2)减小；

D．充入He(g)，使体系总压强增大，平衡不发生移动；

E．再充入1mol CO2和3mol H2，相当于原平衡体积加压。

(1)平衡常数K为生成物的浓度幂的乘积与反应物的浓度幂的乘积之比，则K=。答案为：；

(2)由坐标图象可能看出，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应放热。温度降低，平衡正向移动，平衡常数K增大。答案为：增大；

(3)先由图中数据求出CO2的浓度变化量为0.75mol/L，利用化学方程式，可求出H2的浓度变化量为2.25mol/L，由此可求出从反应开始到平衡，CO2和H2的转化率比为=1:1。答案为：1:1；

(4)A．升高温度，平衡逆向移动，n(CH3OH)减小，n(CO2)增大，比值减小，A不合题意；

B．加入催化剂，平衡不发生移动，B不合题意；

C．将H2O(g)从体系中分离，平衡正向移动，n(CH3OH)增大，n(CO2)减小，比值增大，C符合题意；

D．充入He(g)，使体系总压强增大，平衡不发生移动，D不合题意；

E．再充入1mol CO2和3mol H2，相当于原平衡体积加压，平衡正向移动，n(CH3OH)增大，n(CO2)减小，比值增大，E符合题意；

故选CE。答案为：CE。