Question

（共15分）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, 一定条件下发生如下反应：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)

（1）写出该反应的平衡常数表达式：K＝                  ；已知：K(300℃)＞K(350℃)，则该反应是_______反应。（填“吸热”或“放热”）（4分）

（2）下列情况不能说明该反应一定达到平衡的是       (4分）

A．混合气体的平均平均相对分子质量不变             B．混合气体的压强不变

C．单位时间内生成3mol H—H键，同时生成2 mol C=O键   

D．混合气体中 c (H₂) : c (CH₃OH) = 3:1

（3）（3分）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1mol CO₂和3mol H₂，测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡，用H₂浓度变化表示的平均反应速率v(H₂)为            mol·L^－1·min^－1

（4）（4分）下列措施中能使（3）题中n(CH₃OH)/n(CO₂)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1molCO₂和3molH₂

Answer

（1） K= ；吸热;（2）CD ;（3）0.225 ；（4）CE

【解析】

试题分析：（1）：（1）已知CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g），△H＜0，则其平衡常数的表达式为K=，已知该反应正方向为放热方向，所以降低温度平衡正移，则平衡常数K增大.答案为 K= ；吸热;（2）该反应前后气体分子数发生变化，故平均相对分子质量、压强不变能判断达到平衡，A、B不选；单位时间内生成3mol H—H键，同时生成2 mol C=O键，均指逆反应速率，故不能判断达到平衡，C选； 混合气体中 c (H2) : c (CH3OH) = 3:1不一定达到平衡，达到平衡时是各物质的浓度保持不变，D选，故答案为CD；（3）从反应开始到平衡，v（CO2）==0.075mol/L-1min-1，速率之比等于化学计量数之比，故v（H2）=3×0.075mol/L-1min-1=0.225 mol/L-1min-1，故答案为：0.225 mol/L-1min-1；（4）A．因正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，n(CH3OH)/n(CO2)减小，A错误；加入催化剂，平衡不移动，n(CH3OH)/n(CO2)比值不变，B错误；将H2O（g）从体系中分离，平衡向正反应方法移动，n(CH3OH)/n(CO2)比值增大，C正确；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)比值不变，D错误，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n(CH3OH)/n(CO2)增大，E正确；答案选CE.

考点：化学平衡计算