Question

在体积为2L的密闭容器中，充入lmol CO₂和2.6mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol-1
测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示：
（1）从反应开始到第10min，氢气的平均反应速率v（H₂）=

 

，在这段时间内，反应放出的热量=

 

．
（2）在该条件下，反应的平衡常数K的值=，如果在某一时刻保持温度不变，只改变浓度，使c（CO₂）=1.00mol/L，c（H₂）=2.00mol/L，c（CH₃OH）=c（H₂O）=0.80mol/L，则平衡

 

（填写序号）．
a．向正反应方向移动   b．向逆反应方向移动    c．不移动   d．无法确定平衡移动方向
（3）下列措施中能使

n(CH3OH)

n(CO2

增大的是

 

（填写序号）．
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  d．再充入l mol CH₃OH（g）

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（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，根据反应消耗的二氧化碳计算反应热；
（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）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．

解答： 解：（1）由图象可知v（CO₂）=

1-0.8 2 mol/L

10min

=0.01mol/（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）=3×0.01mol/（L?min）=0.03 mol/（L?min），
在这段时间内，反应消耗的CO₂为（1-0.8）mol=0.2mol，所以反应放出的热量为0.2mol×49.0KJ/mol=9.8kJ，
故答案为：0.03 mol/（L?min）； 9.8kJ；
（2）CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始：1mol   2.6mol        0        0
转化：0.2mol 0.6mol      0.2mol   0.2mol
平衡：0.8mol 2.00mol     0.2mol   0.2mol
所以：达到平衡时，c（CO₂）=0.4mol/L，c（H₂）=1.00mol/L，c（CH₃OH）=0.1mol/L，c（H₂O）=0.1mol/L，
在该条件下，反应的平衡常数K的值=

0.1×0.1

0.4×13

=0.025，只改变浓度，c（CO₂）=1.00mol/L，c（H₂）=2.00mol/L，c（CH₃OH）=c（H₂O）=0.80mol/L，则此时Qc=

0.8×0.8

1×43

=0.01＜K，则平衡向正反应方向移动，故选b，故答案为：0.025；a；
（3）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．
故答案为：cd．

点评：本题考查化学平衡的有关计算，本题难度不大，做题时注意平衡常数的计算和应用．