Question

【题目】降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，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2L的恒容密闭容器中，充入2mol CO2和6mol 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(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示：

(1)从反应开始到平衡，用CO2表示该反应的平均速率ν(CO2)=________mol/(Lmin)；

(2)平衡时氢气的物质的量浓度为_______mol/L；

(3)该条件下该反应的平衡常数K=_______；

(4)下列措施中能使平衡体系中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)从体系中分离出去 D．再充入1mol CO2和3mol H2

(5)当达到平衡时，不再维持恒容，充入氩气保持压强不变，平衡将_______(填“正向”、“逆向”或“不移动”)。

Answer 1

【答案】0.075 0.75 CD 逆向

【解析】

根据v= 计算(1)；根据三段式分析解答(2)(3)；

(4)要使增大，应使平衡向正反应方向移动；

(5)当达到平衡时，不再维持恒容，充入氩气保持压强不变，体积增大，平衡向气体体积增大的方向进行，据此分析判断。

(1)根据图像，二氧化碳浓度减小了0.75mol/L，则v(CO2)==0.075mol/(Lmin)，故答案为：0.075；

(2) CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，

开始(mol/L)： 1 3 0 0

变化(mol/L)：0.75 2.250.75 0.75

平衡(mol/L)：0.25 0.750.750.75

氢气的平衡浓度为0.75mol/L，故答案为：0.75；

(3)平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，则K===，故答案为：；

(4)要使增大，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，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，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，则增大，故D正确；故答案为：CD；

(5)当达到平衡时，不再维持恒容，充入氩气保持压强不变，体积增大，平衡向气体体积增大的方向进行，CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，平衡逆向进行，故答案为：逆向。