Question

固定和利用CO₂能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO来生产甲醇燃料的方法： CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)   △H ＝ －49.0 kJ·mol^－1，

某科学实验将6molCO₂和8molH₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如下图所示（实线）。

（1）a点正反应速率_______（填大于、等于或小于）逆反应速率。

（2）下列时间段平均反应速率最大的是__________。

A．0～1min        B．1～3min       C．3～8min        D．8～11min

（3）求平衡时CO₂的转化率             和该条件下的平衡常数K              。

（4）仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是                  ，曲线II对应的实验条件改变是               。

 

Answer 1

【答案】

（1）＞    （2）A     （3）33.3﹪     K=0.5     （4）升高温度      增大压强。

【解析】

试题分析：（1）反应是从正反应方向开始的。由于在a点时反应还没有达到化学平衡，所以反应速率V(正)＞V(逆) （2）反应是在体积固定的密闭容器中进行的，在反应的过程中物质的浓度越大，反应速率越快。由于在开始时反应物的浓度最大，所以在开始不久反应的速率最快。选项为A。（3）CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)开始时C(CO₂)=3mol/L,C(H₂)=4mol/L. C(CH₃OH)=0mol/L, C(H₂O)= 0mol/L.当达到化学平衡时C(H₂)=1mo/LC(CO₂)=2mol/L,C(CH₃OH)=1mol/L,C(H₂O)=1mol/L.所以CO₂的转化率为：(1mol/L÷3mol/L)×100﹪=33.3﹪.此时的化学平衡常数K={ C(CH₃OH)·C(H₂O)} ÷{ C(CO₂) ·C³(H₂) } = (1×1)÷(2×1³)= 0.5.（4） 仅改变某一实验条件再进行实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示，对于曲线I来说，反应速率加快，达到平衡时n(H₂)增多。说明平衡向逆反应方向移动。由于该反应的正反应是个气体体积减小的放热反应，所以要使速率加快，平衡逆向移动，对应的实验条件改变是升高温度  ，对于曲线II来说，反应速率加快，平衡时H₂的含量降低。说明改变的外界条件是是速率加快而且平衡正向移动。则对应的实验条件改变是增大压强。

考点：考查化学平衡常数的计算及外界条件对化学反应速率、化学平衡移动一反应物的转化率的影响。