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1molCO2和3molH2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

（1）从3min到9min，v(CO2)=__mol·L-1·min-1（计算结果保留2位有效数字）。

（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.混合气体的压强不随时间的变化而变化

C.单位时间内生成1molH2，同时生成1molCH3OH

D.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

（3）平衡时CO2的转化率为__%。

（4）平衡混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是__。

（5）第3分钟时v正(CH3OH)__第9分钟时v逆(CH3OH)（填“＞”、“＜”“=”或“无法比较”）。

Answer 1

【答案】0.042 BD 75 22：3 ＞

【解析】

（1）3min到9min，根据CO2浓度变化计算CO2化学反应速率v(CO2)；

（2）化学反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的物理量不变；

（3）由图象可知平衡时CO2的为0.25mol/L，可知消耗0.75mol/L，以此计算转化率；

（4）结合各物质的平衡浓度，利用三段式法计算；

（5）第9分钟时达到平衡，υ逆（CH3OH）=υ正（CH3OH），随着反应的进行，正反应速率逐渐减小。

(1)3min到9min，CO2浓度变化为0.5mol/L0.25mol/L=0.25mol/L，CO2反应速率为：，故答案为：0.042；

(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)，浓度相等而不是不变，故A错误；

B. 混合气体的物质的量为变量，则压强为变量，随着反应的进行，混合气体的压强不随时间的变化而变化，此时反应达到平衡，故B正确；

C. 单位时间内生成3molH2，同时生成1molCH3OH，则正逆反应速率相等，故C错误；

D.混合气体的质量不变，混合气体的物质的量随着反应的进行是变量，则平均相对分子质量不随时间的变化而变化此时反应达到平衡，故D正确；

故答案为：BD；

(3)由图象可知平衡时CO2的为0.25mol/L，可知消耗0.75mol/L，则转化率为，故答案为：75；

(4)

则平衡时混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是 ，故答案为：22:3；

(5)第9分钟时达到平衡，υ逆(CH3OH)=υ正(CH3OH)，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，则第3分钟时υ正(CH3OH) 大于第9分钟时υ逆(CH3OH)。故答案为：＞。