题目内容

（1）科学家用H2和CO2生产甲醇燃料．为探究该反应原理，进行如下实验：某温度下，在容积为2L的密闭容器中充入1mol CO2和3.25mol H2，在一定条件下反应，测得CO2、CH3OH（g）和H2O（g）的物质的量（n）随时间的变化关系如图所示．
①写出该反应的化学方程式
 

计算从反应开始到3min时，氢气的平均反应速率v（H2）=
 
．
②下列措施中一定能使CO2的转化率增大的是
 
．
A．在原容器中再充入1mol H2
B．在原容器中再充入1mol CO2
C．缩小容器的容积   
D．使用更有效的催化剂
E．将水蒸气从体系中分离出
（2）一定温度下，在三个体积均为1.0L 的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H=a kJ?mol-1，
容器
编号		温度（℃）起始物质的量（mol）平衡物质的量（mol）
CH3OH（g）CH3OCH3（g）H2O（g）
Ⅰ3870.200.0800.080
Ⅱ3870.40
Ⅲ2070.200.0900.090
①上述反应的a
 
0（填（填“大于”或“小于”），
②容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间
 
容器Ⅲ中反应到达平衡所需时间（（填“大于”或“小于”或“等于”），
③达到平衡时，容器Ⅰ中CH3OH的体积分数
 
容器Ⅱ中CH3OH的体积分数（填“大于”或“小于”或“等于”），
④若起始时向容器Ⅰ中充入0.10molCH3OH、0.15molCH3OCH3 和0.1mol H2O，则反应将向
 
移动（填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”）．
考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素
专题：
分析：（1）①根据题目内容可知，该工业方法制取甲醇为二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水；根据三段式计算出反应混合物各组分的浓度变化量、平衡时的浓度，根据v=
△c
△t
计算出v（H2）；
②CO2的转化率增大，平衡正向移动，根据影响平衡移动的外界因素可以作判断；
（2）①根据温度与化学平衡常数的关系确定反应热；
②温度越高，反应速率越大，反应时间越短；
③该反应是反应前后气体体积不变的反应，温度相同，化学平衡常数相同，反应物的转化率相同；
④根据化学平衡常数与浓度商的相对大小判断反应方向，如果浓度商小于平衡常数，则平衡向正反应方向进行．
解答： 解：（1）①该工业方法制取甲醇原理为二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水，反应方程式为CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），根据三段式可知，
            CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）
开始（mol）：1       3.25           0          0
变化（mol）：0.5      1.5           0.5       0.5
3min时（mol）：0.5     1.75           0.5       0.5
从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=
1.5mol
2L
3min
=0.25mol/（L．min）
故答案为：CO2+3H2 CH3OH+H2O；    0.25 mol?L-1?min-1；
②CO2的转化率增大，平衡正向移动，则
A．在原容器中再充入1mol H2，平衡正向移动，CO2的转化率增大，故A正确；
B．在原容器中再充入1mol CO2，CO2的总物质的量在增加，虽然平衡在正向移动，根据勒夏特列原理可知，CO2的转化率减小，故B错误；
C．缩小容器的容积，相当于加压，由于该反应是气体体积减小的反应，所以平衡正向移动，CO2的转化率增大，故C正确；
D．使用更有效的催化剂，对化学平衡的移动没有影响，故D错误；    
E．将水蒸气从体系中分离出，减小生成物浓度，平衡正向移动，CO2的转化率增大，故E正确；
故答案为：ACE；
（2）①容器Ⅰ中平衡时c（CH3OCH3）=c（H2O）=
0.080mol
1.0L
=0.080mol/L，c（CH3OH）=
0.2mol-0.080mol×2
1.0L
=0.04mol/L，容器Ⅰ中化学平衡常数K1=
0.08×0.08
0.04×0.04
=4，容器Ⅲ中平衡时c（CH3OCH3）=c（H2O）=
0.090mol
1.0L
=0.090mol/L，c（CH3OH）=
0.2mol-0.090mol×2
1.0L
=0.02mol/L，化学平衡常数K2=
0.09×0.09
0.02×0.02
=20.25＞4，所以降低温度，化学平衡常数增大，反应向正反应方向移动，则正反应是放热反应，所以a小于0，故答案为：小于；
②容器Ⅰ中的温度比容器Ⅲ的温度高，温度越高反应速率越快，达到衡所需时间越短，故答案为：小于；
③恒容条件下，容器Ⅱ相当于在容器Ⅰ的基础上加压，但由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，因此平衡不移动，所以容器Ⅰ中的CH3OH体积分数和容器Ⅱ中的相等，故答案为：等于；
④c（CH3OH）=0.1mol/L、c（CH3OCH3 ）=0.15mol/L、c（H2O）=0.10mol/L，浓度商=
0.1×0.15
0.1×0.1
=1.5＜4，平衡向正反应方向移动，故答案为：正反应方向．
点评：本题考查了化学平衡常数的有关计算，根据平衡常数公式计算平衡常数，再结合浓度与反应速率的关系、化学平衡常数与浓度商之间的关系来分析解答，注意该反应特点，题目难度中等．
练习册系列答案
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写出下列反应的离子反应方程式
（1）向硫酸铜溶液中加入钠单质
 

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（5）将氯气通入水中
 
．
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22.4
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11.2
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．
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（3）⑤的化学方程式是
 
⑨的化学方程式是
 

（4）④的反应类型是
 
，⑦的反应类型是
 

（5）与H具有相同官能团的H的同分异构体的结构简式为
 
．
已知25．C时，下表为几种常见物质的溶度积常数；下列有关说法不正确的是（　　）
化学式溶度积常数化学式溶度积常数
Ag2S6.3×10-50AgCl1.8×10-10
CuS4.3×10-36AgBr5.4×10-13
FeS6.3×10-18AgI8.3×10-17
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C、Ag2S、CuS、FeS溶解度依次增大
D、将FeS加入较浓的CuSO4溶液中，会有CuS生成
下列叙述正确的是（　　）
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