题目内容
（2008?安庆模拟）Ⅰ．由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方
法是用CO2生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g），如右上图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．
（1）为探究反应原理，现进行如下实验：T1℃时，在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如右下图所示．从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H2）=
（2）该反应平衡常数K的表达式为
（3）温度变为T2℃（T1＞T2），平衡常数K
（4）不能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
A．容器中压强不变 B．混合气体中 c（CO2）不变
C．v正（H2）=v逆（H2O） D．c（CO2）=c（CO）
（5）下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的有
A．升高温度； B．加入催化剂； C．将H2O（g）从体系中分离；
D．再充入1molCO2和3molH2； E．充入He（g），使体系总压强增大．
Ⅱ．在温度t℃下，某NaOH的稀溶液中c（H+）=10-amol/L，c（OH-）=10-bmol/L，已知a+b=12
该温度下水的离子积Kw=
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则c为
法是用CO2生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），如右上图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化．（1）为探究反应原理，现进行如下实验：T1℃时，在体积为1L的密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如右下图所示．从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H2）=
0.225
0.225
mol?L-1?min-1．（2）该反应平衡常数K的表达式为
5.3
5.3
．（3）温度变为T2℃（T1＞T2），平衡常数K
增大
增大
（填“增大”、“不变”或“减小”）．（4）不能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
D
D
．A．容器中压强不变 B．混合气体中 c（CO2）不变
C．v正（H2）=v逆（H2O） D．c（CO2）=c（CO）
（5）下列措施中能使n（CH3OH）/n（CO2）增大的有
CD
CD
．A．升高温度； B．加入催化剂； C．将H2O（g）从体系中分离；
D．再充入1molCO2和3molH2； E．充入He（g），使体系总压强增大．
Ⅱ．在温度t℃下，某NaOH的稀溶液中c（H+）=10-amol/L，c（OH-）=10-bmol/L，已知a+b=12
该温度下水的离子积Kw=
1×10-12
1×10-12
；t大于
大于
25℃（填“大于”、“小于”或“等于”）．向该溶液中逐滴加入pH=c的盐酸（t℃），测得混合溶液的部分pH如表所示．| 序号 | NaOH溶液的体积/mL | 盐酸的体积/mL | 溶液的pH |
| ① | 20.00 | 0.00 | 8 |
| ② | 20.00 | 20.00 | 6 |
4
4
．分析：Ⅰ．（1）由图象可知v（CO2），根据反应速率之比等于化学计量数之比计算氢气的反应速率；
（2）计算出平衡时各物质的浓度，根据平衡常数表达式计算；
（3）根据该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化图判断反应为放热反应以及温度对化学平衡的影响；
（4）根据平衡时正逆反应速率相等，各物质的浓度不变分析；
（5）为使甲醇与二氧化碳的物质的量比值增大，应使平衡向正反应方向移动，或增加甲醇的物质的量；
Ⅱ．根据水的离子积公式进行计算；根据溶液的pH判断溶液呈中性进行计算；
（2）计算出平衡时各物质的浓度，根据平衡常数表达式计算；
（3）根据该反应进行过程中能量（单位为kJ?mol-1）的变化图判断反应为放热反应以及温度对化学平衡的影响；
（4）根据平衡时正逆反应速率相等，各物质的浓度不变分析；
（5）为使甲醇与二氧化碳的物质的量比值增大，应使平衡向正反应方向移动，或增加甲醇的物质的量；
Ⅱ．根据水的离子积公式进行计算；根据溶液的pH判断溶液呈中性进行计算；
解答：解：Ⅰ．（1）由图象可知v（CO2）=
=0.075mol/（L?min），根据反应速率之比等于化学计量数之比可知v（H2）=3v（CO2）=3×0.075mol/（L?min）=0.225 mol/（L?min），故答案为：0.225 mol/（L?min）．
（2）CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），
起始：1mol 3mol 0 0
转化：0.75mol 2.25mol 0.75mol 0.75mol
平衡：0.25mol 0.75mol 0.75mol 0.75mol
达到平衡时，c（CO2）=0.25mol/L，c（H2）=0.75mol/L，c（CH3OH）=0.75mol/L，c（H2O）=0.75mol/L，在该条件下，反应的平衡常数K=
=
=5.3，故答案为：5.3；
（3）温度降低，平衡向放热的方向移动即正反应方向，所以平衡常数增大，故答案为：增大；
（4）A、由于气体反应前后的化学计量数不等，所以容器中压强不变能作为判断的依据，故A正确；
B、当达到化学平衡时，混合气体中c（CO2）不变，故B正确；
C、V正（H2）=V逆（H2O），说明达到平衡状态，故C正确；
D、c（CO2）与c（CO）的大小关系取决于反应起始时的物质的量的多少，不能作为判断是否达到平衡的依据，故D错误，
故选：D；
（5）A、升高温度，平衡向逆反应方向移动，甲醇与二氧化碳的物质的量比值减小，故A错误；
B、充入He（g），使体系压强增大，但对反应物质没有影响，平衡不移动，二者比值不变，故B错误；
C、将H2O（g）从体系中分离，生成物的浓度减小，平衡向正反应方向移动，二者比值变大，故C正确；
D、再充入l mol CH3OH（g），反应虽然向逆反应方向移动，但反应的比增加的少，二者比值增大，故D正确；
E、充入He（g），使体系总压强增大，但平衡不移动，故E错误；
故答案为：CD；
Ⅱ．因水的离子积Kw=c（H+）c（OH-）=10-a×10-b=10-（a+b）=1×10-12＞1×10-14，因温度下水的离子积1×10-12，溶液呈中性时PH=6，由①可知c（OH-）=10-4 mol/L，
根据 H++OH-=H2O
20.00mL×10-Cmol/L 20.00mL×10-4mol/L
解得C=4，
故答案为：1×10-12；大于；4；
| 0.75mol/L |
| 10min |
（2）CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g），起始：1mol 3mol 0 0
转化：0.75mol 2.25mol 0.75mol 0.75mol
平衡：0.25mol 0.75mol 0.75mol 0.75mol
达到平衡时，c（CO2）=0.25mol/L，c（H2）=0.75mol/L，c（CH3OH）=0.75mol/L，c（H2O）=0.75mol/L，在该条件下，反应的平衡常数K=
| C(CH3OH)C(H2O) |
| C(CO2)C3(H2) |
| 0.75×0.75 |
| 0.25×0.753 |
（3）温度降低，平衡向放热的方向移动即正反应方向，所以平衡常数增大，故答案为：增大；
（4）A、由于气体反应前后的化学计量数不等，所以容器中压强不变能作为判断的依据，故A正确；
B、当达到化学平衡时，混合气体中c（CO2）不变，故B正确；
C、V正（H2）=V逆（H2O），说明达到平衡状态，故C正确；
D、c（CO2）与c（CO）的大小关系取决于反应起始时的物质的量的多少，不能作为判断是否达到平衡的依据，故D错误，
故选：D；
（5）A、升高温度，平衡向逆反应方向移动，甲醇与二氧化碳的物质的量比值减小，故A错误；
B、充入He（g），使体系压强增大，但对反应物质没有影响，平衡不移动，二者比值不变，故B错误；
C、将H2O（g）从体系中分离，生成物的浓度减小，平衡向正反应方向移动，二者比值变大，故C正确；
D、再充入l mol CH3OH（g），反应虽然向逆反应方向移动，但反应的比增加的少，二者比值增大，故D正确；
E、充入He（g），使体系总压强增大，但平衡不移动，故E错误；
故答案为：CD；
Ⅱ．因水的离子积Kw=c（H+）c（OH-）=10-a×10-b=10-（a+b）=1×10-12＞1×10-14，因温度下水的离子积1×10-12，溶液呈中性时PH=6，由①可知c（OH-）=10-4 mol/L，
根据 H++OH-=H2O
20.00mL×10-Cmol/L 20.00mL×10-4mol/L
解得C=4，
故答案为：1×10-12；大于；4；
点评：本题考查化学平衡状态的判断以及有关计算，题目难度不大，注意平衡状态、水的离子积Kw的计算和利用．
练习册系列答案
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