Question

一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），该反应的能量变化如图所示：
（1）上述反应平衡常数K的表达式为

 

，温度降低，平衡常数K

 

（填“增大”、“不变”或“减小”）．
（2）在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，测得CO₂的物质的量随时间变化如表所示，从反应开始到5min末，用氢气浓度变化表示的平均反应速率v（H₂）

 

．

t/min	0	2	5	10	15
n（CO2）/mol	1	0.75	0.5	0.25	0.25

（3）在相同温度容积不变的条件下，能说明该反应已达平衡状态的是

 

（填写序号字母）．
a．n（CO₂）：n（H₂O）：n（CH₃OH）：n（H₂O）=1：3：1：1
b．容器内压强保持不变
c．H₂的消耗速率与CH₃OH的消耗速率之比为3：1
d．容器内的密度保持不变．
（4）下列条件能使上述反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是

 

（填写字母）．
a．及时分离出CH₃OH气体
b．适当升高温度
c．保持容器的容积不变，再充入1molCO₂和3molH₂．
d．选择高效的催化剂．

Answer 1

考点：化学平衡状态的判断,反应速率的定量表示方法,化学平衡的影响因素

专题：

分析：（1）依据化学平衡和平衡常数概念书写表达式，图象分析反应是放热反应，温度降低，平衡正向进行；
（2）依据化学反应速率△V=

△c

△t

，计算二氧化碳表示的反应速率，结合反应速率之比等于化学方程式计量数之比计算氢气反应速率；
（3）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，来分析解题；
（4）根据外界条件对化学反应速率的影响，来分析判断．

解答： 解：（1）CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）平衡常数表达式：K=

c(H2O)?c(CH3OH)

c3(H2)?c(CO2)

，由图象可知反应是放热反应，温度降低，平衡正向进行，平衡常数增大，故答案为：K=

c(H2O)?c(CH3OH)

c3(H2)?c(CO2)

；增大；
（2）图表数据分析计算二氧化碳化学反应速率△V=

△c

△t

=

0.5mol/L-0.25mol/L

5min

=0.05mol/（L?min），v（H₂）=3v（CO₂）=3×0.1mol/（L?min）=0.15mol/（L?min）；故答案为：0.15mol/（L?min）；
（3）a．n（CO₂）：n（H₂O）：n（CH₃OH）：n（H₂O）=1：3：1：1，平衡时可能符合这个比，也可能不符合，故错误；
b．容器内压强保持不变，说明达平衡状态，故正确；
c．H₂的消耗速率与CH₃OH的消耗速率之比为3：1，正逆反应速率相等，达平衡状态，故正确；
d．容器内的密度始终保持不变，故错误；故选：BC；
（4）a．及时分离出CH₃OH气体，平衡正向移动，反应速率减慢，故错误；
b．适当升高温度，反应速率加快，平衡逆向移动，故错误；
c．保持容器的容积不变，再充入1molCO₂和3molH₂，相当于增大压强，平衡正向移动，故正确；
d．选择高效的催化剂，反应速率加快，平衡不移动，故错误；
故选：c．

点评：本题考查了化学反应速率，化学平衡常数及转化率相关问题，题目难度中等．