Question

（12分）随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，引起了各国的普遍关注

（1）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所示。

①反应开始到平衡，H₂的平均反应速率v（H₂）＝_________________mol/（L·min），

②H₂的转化率为   ______ ______ 。

③下列措施中能使n（CH₃OH）／n（CO₂）增大的是___________。

A、升高温度                      

B、充入He（g），使体系压强增大

C、将H₂O（g）从体系中分离       

D、再充入1mol CO₂和3mol H₂

E、使用催化剂                    

F、缩小容器体积

（2）①反应进行到3 min时，同种物质的v_正 与v_逆的关系: v_正      v_逆 （填＞，＝，＜）

②上述反应平衡常数的表达式为           ，经计算该温度下此反应平衡常数的数值为         。

Answer

（12分）

（1）①0．225 ②75% ③CD F

（2）①＞ ②K＝C （CH3OH） C（H2O） / C（CO2） C3（H2） 16/3

【解析】

试题分析：（1）①甲醇的平均反应速率=0.75/1/10=0.075mol/（L·min），氢气的平均反应速率是甲醇反应速率的3倍，所以为0．225mol/（L·min）。 ②根据数据分析，氢气消耗了2.25摩尔，所以转化率=2.25/3=75% . ③要使n（CH3OH）／n（CO2）增大，就是要使平衡正向移动。A、升温，平衡逆向移动，不选；B、冲入氦气，平衡不移动，不选；C、将水蒸气分离，平衡正向移动，正确；D、再冲入二氧化碳和氢气，相当于压强，平衡正向移动，正确；E、使用催化剂对平衡没有影响，不选；F、缩小体积就是压强，平衡正向移动，正确。所以选CD F。（2）①反应进行到3分钟时，反应正在正向进行，所以正反应速率大于逆反应速率。②平衡常数=生成物的浓度幂之积/反应物浓度的幂之积，即K＝c（CH3OH）c(H2O) / c(CO2)c3(H2) 。平衡时甲醇的浓度为0.75 mol/L ，水蒸气的浓度为0.75mol/L ，二氧化碳的浓度为0.25mol/L ，氢气的浓度为0.75mol/L ，所以平衡常数=0.75×0.75/0.25×0.753= 16/3。

考点：考查反应速率，平衡的移动，平衡常数的计算