Question

降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用CO₂，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，先进行如下实验，在体积为1L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）；△H=-49.0kJ/mol．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，氢气的平均反应速率v（H₂）=______mol/（L?min）；
②氢气的转化率=______；
③该反应的平衡常数为______（保留小数点后2位）；
④下列措施中能使平衡体系中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）从体系中分离出去
D．再充入1molCO₂和3molH₂．

Answer 1

（1）①利用三段式解题法计算
CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g），
开始（mol/L）：1 30 0
变化（mol/L）：0.75 2.250.75 0.75
平衡（mol/L）：0.25 0.75 0.750.75
从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=

2.25mol/L

10min

=0.225mol?L^-1?min^-1，
故答案为：0.225；
②氢气的转化率=

2.25

3

×100%=75%，
故答案为：75%；
②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=

c(CH3OH)c(H2O)

c(CO2)c3(H2)

=

0.75×0.75

0.25×0.753

=5.33，
故答案为：5.33；
③要使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，应使平衡向正反应方向移动，
A．因正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，则n（CH₃OH）/n（CO₂）减小，故A错误；
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，n（CH₃OH）/n（CO₂）不变，故D错误．故B错误；
C．将H₂O（g）从体系中分离，平衡向正反应方法移动，n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故C正确；
D．再充入1molCO₂和3molH₂，等效于在原来基础上缩小体积一半，压强增大，平衡向正反应方向移动，则n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故D正确．
故答案为：CD．