Question

为实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项课题是如何将CO₂转化为可利用资源。目前，工业上常用CO₂来生产燃料甲醇。现进行如下实验：在体积为l L的密闭恒容容器中，充入l mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g） CH₃OH（g）+H₂O（g）  ΔH＝－49.0 kJ/mol。测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

（1）该反应的平衡常数表达式K＝                 ；

（2）从反应开始到平衡时，CH₃OH的平均反应速率v（CH₃OH）＝               （注明单位）；H₂的转化率＝             ；

（3）下列说法中，能说明上述反应达到平衡状态的是

A．每消耗1mol CO₂的同时生成1mol CH₃OH

B．CO₂、H₂、CH₃OH和H₂O的物质的量的比为1：3：1：1

C．容器中气体的压强不再改变

D．容器中气体的密度不再改变

（4）下列措施中，能使上述平衡状态向正反应方向移动的是

A．升高温度

B．将CH₃OH（g）从体系中分离

C．使用高效催化剂

D．恒温恒容再充入1 molCO₂和3 mol H₂

Answer

（10分）

（1）；

（2）0.075 mol·（L·min）－1；75%；

（3）C；

（4）BD

【解析】

试题分析：（1）平衡常数等于生成浓度系数次幂之积除以反应物浓度系数次幂之积，所以K=，故答案为：；

（2）根据图象可知生成CH3OH的浓度为0.75mol/L，所以v===0.075mol/（L•min），参加反应的二氧化碳的物质的量为0.75mol/L×1L=0.75mol，根据化学方程式可知，参加反应的氢气的物质的量为0.75mol×3=2.25mol，转化率=×100%=75%，故答案为：0.075mol/（L•min）；75%；

（3）A、消耗CO2的同时生成 CH3OH，都是指的正反应，不能反映出正逆反应速率的关系，故不能说明反应是否处于平衡状态；B、CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比与起始加入的量有关与反应是否处于平衡状态无关，故不能说明反应是否处于平衡状态；C、该反应为气体体积减小的反应，即压强也减小的反应，所以当容器中气体的压强不再改变时，就说明反应已经处于平衡状态；D、该反应容器体积不变，反应前后气体质量守恒，所以容器中气体的密度始终不变，所以不能根据密度的变化判断反应是否处于平衡状态；故选C；

（4）A、该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，故A错误；B、将CH3OH（g）从体系中分离，即减小生成物浓度，平衡正向移动，故B正确；C、使用高效催化剂对平衡移动没有影响，所以平衡不移动，故C错误；D、恒温恒容再充入1molCO2和3mol H2，相当于加压，由于反应是气体体积减小的反应，所以平衡正向移动，故D正确；故选BD。

考点：考查了化学反应速率、转化率的计算、影响平衡移动的因素的相关知识。