用CO2来生产燃料甲醇是工业上一种有效开发利用CO2的方法。为探究反应原理，进行...

用CO2来生产燃料甲醇是工业上一种有效开发利用CO2的方法。为探究反应原理，进行如下实验，在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.0 kJ·mol-1。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

(1)从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)=__mol·L-1·min-1。

(2)氢气的转化率=__。

(3)求此温度下该反应的平衡常数K=__。

(4)下列措施中能使平衡体系中增大的是__。

A．将H2O(g)从体系中分离出去 B．充入He(g)，使体系压强增大

C．升高温度 D．再充入1mol H2

(5)当反应进行到3min末时，下列说法正确的是___(填字母)。

A．CO和CH3OH(g)的物质的量浓度相等

B．用CO和CH3OH(g)表示的化学反应速率相等

C．上述反应达到平衡状态

D．3 min后该反应的正反应速率逐渐增大

(6)当反应达到平衡时，CO2的物质的量浓度为c1，然后向容器中再加入一定量CO2，待反应再一次达到平衡后，CO2的物质的量浓度为c2，则c1___c2(填“>”“<”或“=”)。

0.075 75% 5.33 AD AB ＜【解析】由图象列“三段式”：以此可计算 (1)、 (2)、 (3)题； (4)要使增大，应使平衡向正反应方向移动； (5)当反应进行到3min末时， A．CO2与CH3OH的物质的量浓度相等； B．用CO2与CH3OH表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比； C．3min后反应物浓度仍然减小、生成物浓度仍然增加，平衡正向移动； D．化学反应速率与物质浓度成正比； (6)当反应达到平衡时，CO2的物质的量浓度为c1，然后向容器中再加入一定量CO2，平衡正向移动，CH3OH (g)、H2O浓度增大，结合平衡常数不变判断。 (1)v(CO2)==0.075mol/(L⋅min)； (2)氢气的转化率=×100%=75%； (3)平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，则K==5.33； (4)要使增大，应使平衡向正反应方向移动， A．将H2O(g)从体系中分离，平衡向正反应方向移动，增大，故A正确； B．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，不变，故B错误； C．因正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，则减小，故C错误； D．再充入1 mol H2，平衡向正反应方向移动，则增大，故D正确；故答案为：AD； (5) 当反应进行到3min末时， A．从图象可以看出，当反应进行到3 min末时，CO和CH3OH(g)的物质的量均为0.50 mol，故其浓度相等，故A正确； B．用CO2与CH3OH表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比，二者的计量数之比为1：1，则二者的化学反应速率之比为1：1，故B正确； C．3min后反应物浓度仍然减小、生成物浓度仍然增加，平衡正向移动，反应没有达到平衡状态，根据图像显示，反应进行到10 min时CO和CH3OH的物质的量不再发生变化，浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，故C错误； D．化学反应速率与物质浓度成正比，3min后反应物浓度减小，则正反应速率减小，故D错误；故答案选AB； (6)当反应达到平衡时，CO2的物质的量浓度为c1，然后向容器中再加入一定量CO2，平衡正向移动，CH3OH(g)、H2O浓度增大，由于平衡常数不变，则CO2的物质的量浓度也增大。

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考点分析：

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某化学反应2A(g) B(g)＋D(g)在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表：

实验序号		0min	10 min	20 min	30 min	40 min	50 min	60 min
1	800℃	1.0	0.80	0.67	0.57	0.50	0.50	0.50
2	800℃	c2	0.60	0.50	0.50	0.50	0.50	0.50
3	800℃	c3	0.92	0.75	0.63	0.60	0.60	0.60
4	820℃	1.0	0.40	0.25	0.20	0.20	0.20	0.20

根据上述数据，完成下列填空：

(1)在实验1，反应在10至20分钟时间内用A表示表示该反应的平均速率为__mol/(L·min)。

(2)在实验2，A的初始浓度c2＝______mol/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是____________。

(3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3_______v1(填＞、＝、＜)，且c3_______1.0 mol/L(填＞、＝、＜)。

(4)比较实验4和实验1，可推测该反应是________反应(选填吸热、放热),理由是_____

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2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)被氧化为1 mol SO3(g)的ΔH1＝-99 kJ/mol。请回答下列问题：

(1)图中A、C分别表示_____、____，E的大小对该反应的反应热有无影响？____(填“有”或“无”)。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？____，理由是_________。

(2)图中ΔH＝____kJ/mol。

(3)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L－1·min－1，则v(O2)＝____ mol·L－1·min－1，v(SO3)＝___mol·L－1·min－1。

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A.3molH2和1molN2 B.2molNH3和1molN2

C.2molN2和3molH2 D.0.1molNH3，0.95molN2和2.85molH2

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A. 平衡向右移动 B. a+b>c

C. Y的转化率提高 D. Z的体积分数增加

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A.图中a点的值为0.15 B.该反应的平衡常数K＝0.03

C.温度升高，平衡常数K值减小 D.平衡时A2的转化率为62.5%

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试题属性

题型：计算题
难度：中等