Question

碳循环可以通过下列途径：CO₂(g)+3H₂(g) CH₃OH(g)+H₂O(g) +49.0kJ，在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，在两种不同的实验条件下进行反应，测得CH₃OH(g)的物质的量随时间变化情况如图所示： 

（1）前5 min内实验①的平均反应速率v(H₂)=_____mol/(L•min)。

（2）能说明上述反应达到平衡状态的是_________（填编号）。

a．混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化

b．单位时间内每消耗3 mol H₂，同时生成1 mol H₂O

c．CO₂的体积分数在混合气体中保持不变

d．v逆(CO₂) =3v正(H₂)

（3）与①相比，②仅改变一种反应条件，所改变的条件是____________，判断的理由_______________________________________________________ 。

（4）在一定温度下，把2.0 LCO₂和6.0 LH₂通入一个带活塞的体积可变的密闭容器中，活塞的一端与大气相通，反应达到平衡后，测得混合气体为7.0 L。若需控制平衡后混合气体为6.5 L，则可采取的措施是_____；欲使反应的K减小，可以采取的措施是_____。

Answer

0.165 ac 增大压强 因为与①相比，②的反应速率增大，平衡正向移动，符合增大压强的情况 降温 升温。

【解析】

（1）根据三段式：

从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=，故答案为：0.165；

（2）a. 该反应前后气体分子数发生改变，混合气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化，明可逆反应到达平衡，a正确；

b. 单位时间内每消耗3mol H2，同时生成1mol H2O，都表示正反应速率，不能说明可逆反应到达平衡，b错误；

c. CO2的体积分数在混合气体中保持不变，说明可逆反应到达平衡，c正确；

d. 不是 v逆(CO2) =3v正(H2)，是3v逆(CO2)=v正(H2)，该式子表示的都是反应物的速率，且等于计量数之比，则反应不管达没达到平衡状态都存在该等式关系说明到达平衡，d错误；故答案为：ac；

（3）②比①更早达到平衡，且与①相比，达到平衡时，甲醇的浓度较大，说明与①相比，②的平衡正向移动，则改变的条件是：增压；原因是：因为与①相比，②的反应速率增大，平衡正向移动，符合增大压强的情况，不能是升温，升温平衡逆向移动，与图像不符，故答案为：增大压强；因为与①相比，②的反应速率增大，平衡正向移动，符合增大压强的情况。

（4）CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) +49.0kJ，该反应为正反应放热的反应，且反应前后体积减小的反应，反应达到平衡后，测得混合气体为7.0 L，若需控制平衡后混合气体为6.5 L，则可采取的措施是降温；欲使反应的K减小，即平衡逆向移动，则可以采取的措施是升温，故答案为：降温；升温。