Question

【题目】请回答下列问题：

(1)在体积为1L的恒容密闭容器中，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) △H ＝－49.0kJ/mol 。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①氢气的转化率＝__________________；

②该反应的平衡常数为___________（保留小数点后2位）；

③下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)／n(CO2)增大的是___________。

A．升高温度 B．充入He(g)，使体系压强增大

C．将H2O(g)从体系中分离出去 D．再充入1mol CO2和3mol H2

④当反应达到平衡时，H2的物质的量浓度为c1，然后向容器中再加入一定量H2，待反应再一次达到平衡后，H2的物质的量浓度为c2。则c1______c2的关系（填＞、＜、＝）。

(2)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为_______。

(3)CrO42和Cr2O72在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72) 随c(H+)的变化如图所示。①离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应_________________。②由图可知，溶液酸性增大，CrO42的平衡转化率____(填“增大“减小”或“不变”)。

Answer 1

【答案】75% 5.33 C、D ＜ 光能转化为化学能 2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O 增大

【解析】

(1) ① 根据图示，达到平衡时，甲醇浓度的变化量为0.75 mol·L－1，则氢气浓度的变化量为2.25 mol·L－1；②利用“三段式”计算平衡常数；③平衡正向移动，能使平衡体系中增大；④根据勒夏特列原理分析；

(2) 利用太阳能直接分解水制氢，把太阳能转化为化学能储存起来。

(3)根据图示，氢离子浓度越大，CrO42转化为Cr2O72的越多。

(1) ① 根据图示，达到平衡时，甲醇浓度的变化量为0.75 mol·L－1，则氢气浓度的变化量为2.25 mol·L－1，所以氢气的转化率＝75% ；

② CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)

开始 1 3 0 0

转化 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡 0.25 0.75 0.75 0.75

5.33；

③A．CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，减小，故不选A；

B．充入He(g)，使体系压强增大，反应体系各物质浓度不变，平衡不移动，不变，故不选B；

C．将H2O(g)从体系中分离出去，水浓度减小，平衡正向移动，增大，故选C；

D．再充入1mol CO2和3mol H2，相当于加压，增大，故选D；

④当反应达到平衡时，H2的物质的量浓度为c1，然后向容器中再加入一定量H2，氢气浓度增大，平衡正向移动，根据勒夏特列原理，平衡移动减弱这种改变，但不消除这种改变，待反应再一次达到平衡后，H2的物质的量浓度c2＞c1；

(2) 利用太阳能直接分解水制氢，把太阳能转化为化学能，其能量转化形式为光能转化为化学能。

(3) Na2CrO4在溶液中的转化反应为2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O。

根据图示，氢离子浓度越大， Cr2O72的浓度越大，所以溶液酸性增大，CrO42的平衡转化率增大。