Question

(7分) 固定和利用CO₂能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO₂来生产甲醇燃料的方法：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)   △H ＝ －49.0 kJ·mol^－1。某科学实验将6molCO₂和8molH₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如下图所示（实线）。

（1）a点正反应速率_______（填大于、等于或小于）逆反应速率。

（2）下列时间段平均反应速率最大的是__________。

A．0～1min        B．1～3min       C．3～8min        D．8～11min

（3）求平衡时CO₂的转化率             。

（4）在恒温恒容的条件下，下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_______。

A．K不变                      B．容器内压强保持不变

C．v_正(H₂)＝3v_正(CO₂)            D．容器内的密度保持不变

（5）仅改变某一实验条件再进行实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是          ，曲线Ⅲ对应的实验条件改变是       。

A.升高温度   

B.增大压强  

C.加入的催化剂    

D.降低温度   

E.减小压强

Answer

（1）大于 （1分）（2）A （1分）（3）33.3%， （2分）

（4）B（1分） （5）A（1分）、B （1分）

【解析】

试题分析：（1）a点反应没有达到平衡状态，正反应速率大于逆反应速率。

（2）曲线斜率越大反应速率越大，因此根据图像可知0～1min时间段平均反应速率最大答案选A。

（3）根据图像可知平衡时氢气的物质的量是2mol，则消耗氢气是8mol—2mol＝6mol。根据方程式可知消耗CO2是6mol÷3＝2mol，所以平衡时CO2的转化率＝。

（4）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A．平衡常数只与温度有关系，则K不变不能说明反应达到平衡状态，A错误；B．正方应是体积减小的可逆反应，因此压强是减小，则容器内压强保持不变说明反应达到平衡状态，B正确；C．v正(H2)＝3v正(CO2)均表示正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，C错误；D．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，则密度始终不变，因此容器内的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，D错误，答案选B。

（5）仅改变某一实验条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I达到平衡的时间减少，说明反应速率加快。氢气的平衡浓度增大，说明反应向逆反应方向进行。由于正方应是体积减小的放热的可逆反应，所以改变的条件应该是升高温度，答案选A。曲线Ⅲ达到平衡的时间也减少，反应速率增大，但氢气的平衡浓度降低，说明平衡向正反应方向进行，所以改变的条件是增大压强，答案选B。

考点：考查外界条件对反应速率、平衡状态的影响、平衡状态计算及平衡状态判断等