题目内容
如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2是当前科学家研究的重要课题．（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 CO2 B．在原容器中再充入1mol H2
C．在原容器中充入1mol He D．使用更有效的催化剂
E．缩小容器的容积 F．将水蒸气从体系中分离出
（2）科学家还利用氢气在一定条件下与二氧化碳反应生成乙醇燃料，其热化学反应方程式为2CO2（g）+6H2（g）?CH3CH2OH（g）+3H2O（g）△H=a kJ?mol-1，在一定压强下，测得该反应的实验数据如下表所示．请根据表中数据回答下列问题．
温度（K） CO2转化率/（%）
| 500 | 600 | 700 | 800 | ||
| 1.5 | 45 | 33 | 20 | 12 | ||
| 2 | 60 | 43 | 28 | 15 | ||
| 3 | 83 | 62 | 37 | 22 |
②恒温下，向反应体系中加入固体催化剂，则反应产生的热量
③增大
| n(H2) |
| n(CO2) |
考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素
专题：化学平衡专题
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=
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依据图表数据分析二氧化碳转化率随温度升高减小，结合平衡移动原理得到反应能量变化；
②催化剂对化学平衡没有影响，所以加入催化剂，平衡不移动，反应反应热不变；
③氢气和二氧化碳物质的量比值增大，可以是增加氢气，也可能为减小二氧化碳，所以二氧化碳转化率增大，但生成的乙醇的物质的量不一定增大或减小．
| △c |
| △t |
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依据图表数据分析二氧化碳转化率随温度升高减小，结合平衡移动原理得到反应能量变化；
②催化剂对化学平衡没有影响，所以加入催化剂，平衡不移动，反应反应热不变；
③氢气和二氧化碳物质的量比值增大，可以是增加氢气，也可能为减小二氧化碳，所以二氧化碳转化率增大，但生成的乙醇的物质的量不一定增大或减小．
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），
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）=
=0.25mol/（L．min）
故答案为：0.25 mol?L-1?min-1；
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；
A．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，帮A错误；
B．在原容器中再充入1mol H2，平衡正向移动，CO2的转化率增大，故B正确；
C．在原容器中充入1mol He，体积没有变化，各成分浓度不变，平衡不移动，故C错误；
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．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E正确；
F．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F正确；
故答案选：BEF；
（2）①由图表分析判断，随温度升高，二氧化碳转化率减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正向是放热反应，a小于0故；故答案为：小于；
②催化剂对化学平衡没有影响，所以加入催化剂，平衡不移动，反应反应热不变，故答案为：不变；
③氢气和二氧化碳物质的量比值增大，可以是增加氢气，也可能为减小二氧化碳，所以二氧化碳转化率增大，但生成的乙醇的物质的量不一定增大或减小，故答案为：不能确定．
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）=
| ||
| 3min |
故答案为：0.25 mol?L-1?min-1；
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；
A．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，帮A错误；
B．在原容器中再充入1mol H2，平衡正向移动，CO2的转化率增大，故B正确；
C．在原容器中充入1mol He，体积没有变化，各成分浓度不变，平衡不移动，故C错误；
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．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E正确；
F．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F正确；
故答案选：BEF；
（2）①由图表分析判断，随温度升高，二氧化碳转化率减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正向是放热反应，a小于0故；故答案为：小于；
②催化剂对化学平衡没有影响，所以加入催化剂，平衡不移动，反应反应热不变，故答案为：不变；
③氢气和二氧化碳物质的量比值增大，可以是增加氢气，也可能为减小二氧化碳，所以二氧化碳转化率增大，但生成的乙醇的物质的量不一定增大或减小，故答案为：不能确定．
点评：本题主要考查了化学反应速率的计算和影响化学平衡移动的因素，难度不中等，解题时要注意对基本原理的理解和应用．
练习册系列答案
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