Question

【題目】Ⅰ、如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2引起了全世界的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇。為探究該反應(yīng)原理，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在容積為1L的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，在500℃下發(fā)生發(fā)應(yīng)，CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+ H2O（g）。實(shí)驗(yàn)測(cè)得CO2和CH3OH（g）的物質(zhì)的量（n）隨時(shí)間變化如下圖1所示：

（1）從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H2）＝___________________。

（2）500℃該反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________（結(jié)果保留一位小數(shù)），圖2是改變溫度時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖，若提高溫度到800℃進(jìn)行，達(dá)平衡時(shí)，K值___________（填“增大”“減小”或“不變”）。

（3）下列措施中不能使CO2的轉(zhuǎn)化率增大的是________________。

A．在原容器中再充入1mol H2 B．在原容器中再充入1molCO2

C．縮小容器的容積 D．使用更有效的催化劑 E.將水蒸氣從體系中分離出

（4）500℃條件下，測(cè)得某時(shí)刻，CO2（g）、H2（g）、CH3OH（g）和H2O（g）的濃度均為0.5mol/L，則此時(shí)v（正）______ v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）。

Ⅱ、一定條件下，可逆反應(yīng)A2（g）＋B2（g） 2C（g）達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的平衡濃度為c（A2）＝0.5mol/L；c（B2）＝0.1mol/L；c（C）＝1.6mol/L。若用a、b、c分別表示A2、B2、C的初始濃度（mol/L），則：

①a、b應(yīng)滿足的關(guān)系是__________； ②a的取值范圍是________________。

Answer 1

【答案】 0.225mol/（L·min） 5.3 減小 BD ＞ a＝b＋0.4 0.4≤b≤1.3

【解析】試題分析：（1）根據(jù) 計(jì)算氫氣的平均反應(yīng)速率；（2）根據(jù) 計(jì)算500℃該反應(yīng)的平衡常數(shù)；根據(jù)圖2可知，升高溫度平衡逆向移動(dòng)；（3）平衡正向移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率增大；兩種反應(yīng)物加其中入一種，另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率增大，本身的轉(zhuǎn)化率減小；（4）根據(jù)Q、K的比較分析v（正）、 v（逆）的大�。�

Ⅱ、利用一邊倒的方法，把C完全分解為A、B，則c（A2）=1.3mol/L；c（B2）＝0.9mol/L；B完全變?yōu)镃，則c（A2）＝0.4mol/L；c（B2）＝0mol/L；c（C）＝1.8mol/L；利用極值法分析；

解析：（1）根據(jù)圖1，開(kāi)始時(shí)CO2的濃度是1mol/L，平衡時(shí)CO2的濃度是0.25mol/L，CO2的濃度變化量是0.75 mol/L，則氫氣的濃度變化量是2.25 mol/L， ，所以氫氣的平均反應(yīng)速率v（H2）＝ mol/（L·min）；

（2）根據(jù)“三段式”

；

根據(jù)圖2可知，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，K減小；

（3）A．在原容器中再充入1mol H2，平衡正向移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率增大； B．在原容器中再充入1molCO2，平衡正向移動(dòng)，但CO2的轉(zhuǎn)化率減小；C．縮小容器的容積，平衡正向移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率增大； D．使用更有效的催化劑，平衡不移動(dòng)， CO2的轉(zhuǎn)化率不變； E.將水蒸氣從體系中分離出，平衡正向移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率增大；故選BD；

（4）CO2（g）、H2（g）、CH3OH（g）和H2O（g）的濃度均為0.5mol/L， ， Q<K，所以反應(yīng)正向進(jìn)行， v（正）> v（逆）；

Ⅱ、①設(shè)轉(zhuǎn)化過(guò)程中A2(g)轉(zhuǎn)化濃度為x mol·L-1，B2(g)的轉(zhuǎn)化濃度也為x mol·L-1。平衡時(shí)：a-x=0.5，b-x=0.1。所以，a=b+0.4。

②根據(jù)一邊倒的方法，把C完全分解為A、B，則c（A2）=1.3mol/L；c（B2）＝0.9mol/L；把B完全變?yōu)镃，則c（A2）＝0.4mol/L；c（B2）＝0mol/L；c（C）＝1.8mol/L；利用極值法，故a的取值范圍為0.4＜a＜1.3；