Question

（14分）研究CO₂的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。

⑴  在一定体积的密闭容器中，进行化学反应： CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)

其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：

①该反应正向反应是          反应。（填“放热”或“吸热”）

②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是            。

A．容器压强不变      B．混合气体中c(CO₂)不变

                    C．υ_正(H₂)＝υ_逆(H₂O)  D．c(CO₂)＝c(CO)

③当其他条件不变时，若缩小容器的体积，该反应平衡      移动。（选填“正向”、“逆向”或“不”）

⑵工业上合成甲醇可在密闭容器中采用如下反应进行：

CO₂(g) +3H₂(g)  CH₃OH(g) +H₂O(g)   △H＝－49.0 kJ·mol^－1

①该反应的平衡常数表达式K＝                     。

②某实验将1molCO₂和3molH₂充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应（只有一种条件不同）。测得CH₃OH的物质的量随时间变化如图所示：

曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_Ⅰ       K_Ⅱ（选填“＞”、“＝”或“＜”）。

③一定温度下，在容积2L且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

容 器	甲	乙
反应物投入量	1molCO2、3molH2	a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g)

经测定甲容器经过5min达到平衡，平衡时CO₂的转化率为50%，甲容器中该反应在5min内的平均速率υ(H₂)＝              mol·L^－1·min^－1。

要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为                    。

 

Answer 1

【答案】

（14分）

⑴吸热  BC 不  

⑵ ＞   0.15    0.5＜c≤1 （每空2分）

【解析】

试题分析：化学反应： CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)

由以上表格看到：随着温度升高，k值增大；即平衡向正向移动，即正向是吸热方向；

①该反应正向反应是吸热反应。

反应前后化学计量数不变，所以整个过程压强始终不变，所以能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 ：混合气体中c(CO₂)不变；υ_正(H₂)＝υ_逆(H₂O) ；当其他条件不变时，若缩小容器的体积，该反应平衡不移动。

⑵工业上合成甲醇可在密闭容器中采用如下反应进行：

CO₂(g) +3H₂(g)  CH₃OH(g) +H₂O(g)   △H＝－49.0 kJ·mol^－1

①该反应的平衡常数表达式K＝。

②某实验将1molCO₂和3molH₂充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应（只有一种条件不同）,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K_Ⅰ>K_Ⅱ。

③一定温度下，在容积2L且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

容 器	甲	乙
反应物投入量	1molCO2、3molH2	a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g)

经测定甲容器经过5min达到平衡，平衡时CO₂的转化率为50%，甲容器中该反应在5min内的平均速率υ(H₂)＝0.15mol·L^－1·min^－1。

CO₂(g) +3H₂(g)  CH₃OH(g) +H₂O(g)   △H＝－49.0 kJ·mol^－1

甲：        1mol   3mol            0        0

乙：       a mol   b mol          c mol    c mol

要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，起始时维持化学反应向逆反应方向进行，所以c的最大值是1，平衡时CO₂的转化率为50%，，所以最小值是0.5则c的取值范围为0.5＜c≤1

考点：化学平衡常数  等效平衡

点评：等效平衡 化学反应速率

点评：对于化学平衡的计算学生必须要掌握的知识有：三行式; 化学反应速率的计算公式：v=Δc/Δt ;等效平衡的三种情况：

I类：恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即△V≠0的体系）：等价转化后，对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。

II类：恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说（即△V=0的体系）：等价转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。

III类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。