Question

【题目】煤燃烧后的主要产物是CO、CO2。

（1）以CO2为原料可制备甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1，向1L的恒容密闭容器中充入1mol CO2(g)和3mol H2(g)，测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图所示。

①图1中N表示的是______（填化学式）；0~8min内，以氢气表示的平均反应速率v(H2)=_______mol L-1 min-1。

②在一定条件下，体系中CO2的平衡转化率(ɑ)与L和X的关系如图2所示，L和X分别表示温度和压强。X表示的物理量是____________(填“温度”或“压强”)，L1________(填“>”或“<”)L2。

（2）向一体积为20L的恒容密闭容器中通入1molCO2发生反应：2CO2(g)2CO(g)+O2(g)，在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示。1600℃时反应达到平衡，则此时反应的平衡常数K_____________。

Answer 1

【答案】 CO2 0.28 (或 0.28125) 压强 < 0. 0125

【解析】（1）①结合化学平衡三段式列式计算，向1L的恒容密闭容器中充入1mol CO2(g)和3mol H2(g)，测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图1所示，N起始量为1.00mol/L，为CO2，平衡后CO2的物质的量浓度为0.25mol/L，物质的量为0.25mol，

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

起始量（mol） 1 3 0 0

变化量（mol） 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡量（mol） 0.25 0.75 0.75 0.75

反应速率v(H2)= ==0.28 mol L-1 min-1;

②在一定条件下，体系中CO2的平衡转化率(ɑ)与L和X的关系如图2所示，L和X分别表示温度和压强，反应为气体体积减小的放热反应，利用平衡影响原理分析，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，增大压强平衡向气体体积缩小的方向移动，图象可知X增大CO2的平衡转化率(ɑ)增大，说明平衡正向进行则X为增大压强，则X表示的物理量是压强，L为温度变化；温度升高平衡逆向移动，二氧化碳转化率越大，温度越低，则L1<L2；

（2）向一体积为20L的恒容密闭容器中通入1molCO2发生反应：2CO2(g)2CO(g)+O2(g)，在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示。图象中1600℃减少的为二氧化碳，平衡体积分数为40%，1600℃时反应达到平衡，设二氧化碳消耗浓度为x，

2CO2(g) 2 CO2(g) +O2(g)

起始量（mol/L） 0.05 0 0

改变量（mol/L） x x x

平衡量（mol/L） 0.05-x x 0.5x

=40%，解得：x=0.025mol/L，平衡常数K==0.0125。