Question

7．已知：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ•mol^-1．一定条件下，向体积固定为1L的密闭容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化曲线如图所示．
（1）反应开始至第3分钟内，CO₂的反应速率v（CO₂）=$\frac{1}{6}$mol/（L•min）．
（2）该条件下，反应的平衡常数K=$\frac{16}{3}$； 
（3）能使容器内n（CH₃OH）：n（CO₂）增大的措施有c．
a．升高容器内温度                b．加入适当的催化剂
c．将H₂O（g）从容器中分离出去      d．向容器内充入氦气增压
（4）当反应进行到10分钟时，若向该密闭容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，维持其它反应条件不变，则对体系影响的下列观点，正确的是b．
a．反应的K值增大            b．CO₂的转化率增大
c．达平衡后c（CH₃OH）是10分钟时的2倍d．反应继续放出热能49kJ．

Answer 1

分析 （1）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算；
（2）根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积计算；
（3）使n（CH₃OH）/n（CO₂）应采取措施，使平衡向正反应移动，注意不能增大二氧化碳或降低甲醇的量；
（4）a．平衡常数K是温度的函数；           
b．若向该密闭容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，相当于增大压强，平衡正向移动，CO₂的转化率增大；
c．若向该密闭容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，相当于增大压强，平衡正向移动，所以达平衡后c（CH₃OH）比10分钟时的2倍大；
d．不可能完全反应．

解答 解：（1）反应开始至第3分钟内，氢气的平均反应速率v（CO₂）=$\frac{0.5mol/L}{3min}$=$\frac{1}{6}$mol•L^-1•min^-1，故答案为：$\frac{1}{6}$；
（2）利用三段式解题法计算
                 CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），
开始（mol/L）：1        3                0                   0
变化（mol/L）：0.75   2.25         0.75             0.75
平衡（mol/L）：0.25   0.75        0.75              0.75
K=$\frac{0.75×0.75}{0.25×0.7{5}^{3}}$=$\frac{16}{3}$，故答案为：$\frac{16}{3}$；
（3）使n（CH₃OH）/n（CO₂）应采取措施，使平衡向正反应移动，注意不能增大二氧化碳或降低甲醇的量，
a、该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，n（CH₃OH）/n（CO₂）减小，故a错误，
b、加入适当的催化剂，平衡不移动，故b错误；
c、将H₂O（g）从体系中分离，平衡向正反应移动，n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故c正确；
d、充入He（g），使体系压强增大，容器的容积不变，反应混合物的浓度不变，平衡不移动，n（CH₃OH）/n（CO₂）不变，故d错误；
故答案为：c；
（4）a．平衡常数K是温度的函数，温度不变平衡常数不变，故错误；           
b．若向该密闭容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，相当于增大压强，平衡正向移动，CO₂的转化率增大，故正确；
c．若向该密闭容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，相当于增大压强，平衡正向移动，所以达平衡后c（CH₃OH）比10分钟时的2倍大，故错误；
d．不可能完全反应，所以不可能反应继续放出热能49kJ，故错误；故选b．

点评 本题考查反应速率计算、化学平衡的计算与影响因素、平衡常数等，难度中等，注意基础知识的掌握，注意平衡移动应用．