Question

空气中CO₂的含量及有效利用，已经引起各国的普遍重视

Ⅰ．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1 L的恒容密闭容器中，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甲所示。

（1）前3min内，平均反应速率v(H₂)＝      mol·L^－1·min^－1。此温度下该反应的平衡常数为      （结果保留两位小数） 。

（2）下列措施中，既能使反应加快，又能使n(CH₃OH)／n(CO₂)增大是         。

A．升高温度                          B．充入惰性气体

C．将H₂O(g)从体系中分离              D．再充入1mol H₂

（3）图乙中t₅时引起平衡移动的条件是          。（填序号）

A．升高温度   B．增大反应物浓度  C．使用催化剂  D．增大体系压强

（4）反应达到平衡后，若向反应体系再加入CO₂(g)、H₂(g) 、CH₃OH(g)、H₂O(g)各1mol，化学平衡           （填“正向”、“逆向”或“不”）移动。

Ⅱ．利用CO₂(g)＋CH₄(g)2CO(g)＋2H₂(g)将CO₂转化成燃料气。T℃时，在恒容密闭容器中通入物质的量均为0．1 mol的CH₄与CO₂，发生上述反应，吸收热量Q₁kJ，测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示，

（5）下列事实能说明该反应达到平衡的是(    )

a．CO的物质的量不再发生变化

b．混合气体的密度不再发生变化

c．v_正（CO₂）=2v_逆（H₂）

d．混合气体压强不再发生变化

e．单位时间内生成n mol CH₄的同时消耗2n mol H₂

（6）据图可知P₁、P₂、P₃、P₄由小到大的顺序是                    。

（7）若将上述容器改为恒压容器（反应前体积相同），起始时通入物质的量均为0．1 mol的CH₄与CO₂，相同的温度下充分反应达到平衡后，吸收热量Q₂ kJ，则Q₁         Q₂（填 “>”“=”或“<”）

Ⅲ．设反应①Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g) 和反应②Fe(s)+H₂O(g) FeO(s)+H₂(g)的平衡常数分别为K₁、K₂，在不同温度下，K₁、K₂的值如下表所示：

T(K)	K1	K2
973	1．47	2．36
1173	2．15	1．67

温度	K1	K2
973K	1.47	2.38
1173K	2.15	1.67

（8）现有反应CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)，是          （填“吸”或“放”）热反应。

Answer

（1）0．5；5．33L2·mol－2（可以不写单位）

（2）D（3）D（4）正向（5）ad（6）P1