Question

【题目】CO2可转化成有机物实现碳循环。在容积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2（g）＋3H2（g）=CH3OH（g）＋H2O（g），测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

（1）从3 min到9 min，v（H2）＝________ mol·L－1·min－1。

（2）能说明上述反应达到平衡状态的是________（填字母）。

A 反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1（即图中交叉点）

B 混合气体的密度不随时间的变化而变化

C 单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2O

D CO2的体积分数在混合气体中保持不变

（3）一定温度下，第9 min时v逆（CH3OH）________（填“大于”“小于”或“等于”）第3 min时v正（CH3OH）。

Answer 1

【答案】0.125 D 小于

【解析】

根据坐标图中浓度与时间的关系计算反应速率；根据平衡状态的特征分析是否达到平衡状态；根据达到平衡状态时正逆速率的变化分析解答。

（1）从3 min到9 min，v（CO2）＝＝mol·L－1·min－1，则v（H2）＝3v（CO2）＝0.125 mol·L－1·min－1，故答案为：0.125；

（2）反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1（即图中交叉点）时反应速率仍然在发生变化，没有达到平衡状态，A项错误；密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中气体质量和容器容积始终保持不变，所以混合气体的密度不随时间的变化而变化，不能说明反应达到平衡状态，B项错误；单位时间内消耗3 mol H2，同时一定生成1 mol H2O，不能说明反应达到平衡状态，C项错误；CO2的体积分数在混合气体中保持不变，说明反应达到平衡状态，D项正确，故答案为：D。

（3）第9 min时反应达到平衡状态，则第9 min时，v逆（CH3OH）= v正（CH3OH），而在平衡前正反应速率是减小的，所以第9 min时v逆（CH3OH）小于第3 min时v正（CH3OH），故答案为：小于。