Question

【题目】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，引用了各界的普遍重视。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)，该反应的能量变化如图所示：

（1）上述反应平衡常数K的表达式为________________，温度降低，平衡常数K________(填“增大”、“不变”或“减小”)。

（2）在体积为2 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。从反应开始到5 min末，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)＝________。从反应到平衡时CO2转化率=________

t/min	0	2	5	10	15
n(CO2)/mol	1	0.75	0.5	0.25	0.25

（3）下列条件能使上述反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________(填写序号字母)

a．及时分离出CH3OH气体

b．适当升高温度

c．保持容器的容积不变，再充入1 mol CO2和3 mol H2

d．选择高效催化剂

Answer 1

【答案】c(CH3OH)c(H2O)/c(CO2)c3(H2)增大0.15mol/(Lmin)75%c

【解析】

(1) 反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)的平衡常数K= ，该反应生成物比反应物能量低，是放热反应；温度降低，平衡正向移动，K值增大；

(2)v(H2)＝3v(CO2)＝ ×3＝0.15 mol·L－1·min－1；从反应到平衡时CO2转化率=；

(3)a.及时分离出甲醇气体会使平衡正向移动，但反应速率减小，故不符合；b.升高温度会使反应速率增大，但平衡逆向移动，故不符合；c.选择高效的催化剂会加快反应速率，但平衡不移动，故符合；d.保持容器的容积不变，再充入1 mol CO2和3 mol H2，等效于在原平衡的基础上增大压强，化学反应速率增大，平衡正向移动，故不符合。答案选c。