Question

随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了各国的普遍关注
（1）目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol
测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=

 

mol/（L?min）．氢气的转化率为

 

．
②下列措施中能使

n(CH3OH)

n(CO2)

增大的是

 

．
A．升高温度                        B．充入He（g），使体系压强增大
C．将H₂O（g）从体系中分离     D．再充入1mol CO₂和3mol H₂
（2）工业上也可以用CO和H₂合成甲醇，反应原理为：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-128.8kJ/mol，在温度不变的情况下，若在增大容器体积的同时不断充入氢气，使H₂的浓度保持不变，则平衡

 

；
A．向正反应方向移动   B．向逆反应方向移动   C．不移动      D．无法判断
作出此判断的理由是

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）①根据v=

△c

△t

计算氢气反应速率，根据氢气的平衡浓度判断转化的物质的量，进而可计算转化率；
②要使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，应使平衡向正反应方向移动；
（2）根据浓度对平衡的影响判断．

解答： 解：（1）①利用三段式解题法计算
               CO₂（g）+3H₂（g） CH₃OH（g）+H₂O（g），
开始（mol/L）：1        3                 0        0
变化（mol/L）：0.75    2.25              0.75      0.75
平衡（mol/L）：0.25    0.75              0.75      0.75
从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=

2.25mol/L

10min

=0.225 mol?L^-1?min^-1，
氢气的转化率=

2.25

3

=75%，
故答案为：0.225；75%；
②要使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，应使平衡向正反应方向移动，
A．因正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，则n（CH₃OH）/n（CO₂）减小，故A错误；
B．充入He（g），使体系压强增大，但对反应物质来说，浓度没有变化，平衡不移动，n（CH₃OH）/n（CO₂）不变，故B错误；
C．将H₂O（g）从体系中分离，平衡向正反应方法移动，n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故C正确；
D．再充入1mol CO₂和3mol H₂，等效于在原来基础上缩小体积一半，压强增大，平衡向正反应方向移动，则n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故D正确．
故答案为：CD；
（2）在温度不变的情况下，若在增大容器体积的同时不断充入氢气，使H₂的浓度保持不变，体积变大时CH₃OH、CO的浓度成成比例减小，所以

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

的值不变等于K的值，即平衡不移动，故选C，
故答案为：C；K=

c(CH3OH)

c(CO)c2(H2)

，CH₃OH、CO成比例减小，c（H₂）不变，则K不变．

点评：本题考查较为综合，涉及化学平衡计算以及平衡移动等问题，题目难度较大，尤其是第（2）问题根据平衡常数判断平衡移动，对学生的思维能力要求较高．