Question

【题目】中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中，充入 1mol CO2和3mol H2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。

（1）从3 min到9 min，υ(H2)=________mol·L－1·min－1。

（2）能说明上述反应达到平衡状态的是____________（填编号）。

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3mol H2，同时生成1mol H2O

D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变

（3）平衡时CO2的转化率为______________。

（4）平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是__________________。

（5）一定温度下，第9分钟时υ逆(CH3OH) _______（填“大于”、“小于”或“等于”）第3分钟时υ正(CH3OH)。

Answer 1

【答案】 0.125 D 75﹪ 30﹪ 小于

【解析】（1）从3 min到9 min消耗CO2是0.25mol/L，根据方程式可知消耗氢气是0.75mol/L，则υ(H2)=0.75mol/L÷6min＝0.125mol·L－1·min－1。（2）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）时反应速率仍然再发生变化，没有达到平衡状态，A错误；B．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，所以混合气体的密度不随时间的变化而变化不能说明，B错误；C．单位时间内消耗3mol H2，同时一定生成1mol H2O，不能说明反应达到平衡状态，C错误；D．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正确，答案选D。（3）平衡时消耗CO2是0.75mol/L，则CO2的转化率为0.75/1.00×100%＝75%。（4）平衡时剩余氢气是0.75mol，生成水蒸气是0.75mol，则混合气体中CH3OH(g)的体积分数是。（5）第9分钟时反应达到平衡状态，则υ逆(CH3OH) 小于”第3分钟时υ正(CH3OH)。