题目内容
【题目】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2 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3.25 mol H2，在温度一定的条件下反应，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3 min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1 mol CO2 B．在原容器中再充入1 mol H2
C．在原容器中充入1 mol 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
③能说明反应已达平衡状态的是________(填字母,下同)。
A.v(H2)=3v(CO2) B.容器内压强保持不变
C.v逆(CO2)=v正(CH3OH) D.容器内密度保持不变
(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) ΔH＝a kJ·mol－1，在一定压强下，测得该反应的实验数据如表所示。请根据表中数据回答下列问题。
n(H2)/n(CO2) | 500 | 600 | 700 | 800 |
1.5 | 45 | 33 | 20 | 12 |
2 | 60 | 43 | 28 | 15 |
3 | 83 | 62 | 37 | 22 |
①上述反应的a________0(填“大于”或“小于”)。
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________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③增大
的值，则生成乙醇的物质的量________(填“增大”“减小”“不变”或“不能确定”)。
【答案】 0.25 mol·L－1·min－1 B E F B C 小于 不变 不能确定
【解析】(1) ①从反应开始到3min时，V(CO2)=(1-0.5)/2×3=1/12 mol·L－1·min－1 ，根据反应方程式：CO2+3H2 
CH3OH(g)+H2O(g)，化学计量数之比等于化学反应速率之比，则V(H2)=0.25 mol·L－1·min－1；正确答案：0.25 mol·L－1·min－1。
②在原容器中再充入1molCO2，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以知道, CO2的转化率减小，A错误；在原容器中再充入1molH2，平衡右移，CO2的转化率增大，B正确；在原容器中充入1molHe，对平衡没有影响，CO2的转化率不变，C错误；使用更有效的催化剂，只能加快反应速率，平衡不移动，CO2的转化率不变，D错误；缩小容器的容积，相当于加压，平衡右移，CO2的转化率增大，E正确；将水蒸气从体系中分离出，减小了水蒸气的浓度，平衡右移，CO2的转化率增大，F正确；正确答案：B E F。
③化学计量数之比等于化学反应速率之比，v(H2)=3v(CO2)，但没有指明正逆反应方向，无法判定反应已达平衡状态，A错误；该反应是一个反应前后气体体积变的化学反应，该反应达到平衡状态，容器中气体压强不变，B正确；化学计量数之比等于化学反应速率之比，且表明正逆反应方向，可以判定反应已达平衡状态，C正确；反应前后气体的总质量不变，容器的体积不变，无论该反应是否达到平衡状态，容器内气体密度始终不变，D错误；正确选项B C。
(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；正确答案：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，正确答案：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，正确答案：不能确定。
