Question

【题目】固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体．工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJmol﹣1
某科学实验将6molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图所示（实线）．

（1）a点正反应速率（填大于、等于或小于）逆反应速率．
（2）下列时间段平均反应速率最小的是 ．
A.0～1min
B.1～3min
C.3～8min
D.8～11min
（3）求平衡时氢气的转化率和该条件下反应的平衡常数K．（写出计算过程）
（4）仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是 ， 曲线II对应的实验条件改变是 ． 判断的理由是

Answer 1

【答案】
（1）大于
（2）D
（3）解：

	CO2（g）+	3H2（g）		CH3OH（g）+	H2O（g）
起始物质的量/mol	6	8		0	0
物质的量变化/mol	2	6		2	2
平衡物质的量/mol	4	2		2	2

氢气的转化率为： = =75%，K= = =0.5L2mol﹣2，

答：平衡时氢气的转化率为75%，该条件下反应的平衡常数为0.5L2mol﹣2

（4）升高温度；增大压强；Ⅱ中反应速率增大，平衡时氢气物质的量减少，说明平衡正移，该反应正方向为气体分子数目减少，因此改变的条件为增大压强
【解析】解：（1）a点时还没有达到平衡状态，反应物氢气的物质的量继续减小，平衡向正向移动，所以正反应速率大于逆反应速率，所以答案是：大于；（2）分别计算不同时间内的反应速率：0～1min内，v（H2）= =1mol/（Lmin）；1～3min内，v（H2）= =0.75mol/（Lmin）；3～8min内，v（H2）= =0.1mol/（Lmin）；8min后达到化学平衡状态，正逆反应速率相等，综合速率为零；所以0～1min内反应速率最大，8～11min反应速率最小，
所以答案是：D；（4）曲线I反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，应是升高温度，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动，不利于氢气的转化，故曲线I是升高温度；曲线Ⅲ反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，因增大压强平衡正向移动，故应是增大压强．
所以答案是：升高温度；增大压强；Ⅱ中反应速率增大，平衡时氢气物质的量减少，说明平衡正移，该反应正方向为气体分子数目减少，因此改变的条件为增大压强．
【考点精析】通过灵活运用化学平衡的计算，掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%即可以解答此题．