题目内容
由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视．目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇，一定条件下发生如下反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）（1）写出该反应的平衡常数表达式：K=
（2）下列情况不能说明该反应一定达到平衡的是
A．混合气体的平均平均相对分子质量不变
B．混合气体的压强不变
C．单位时间内生成3mol H-H键，同时生成2mol C=O键
D．混合气体中c（H2）：c（CH3OH）=3：1
（3）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2，测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示的平均反应速率v（H2）为
（4）下列措施中能使（3）题中
| n(CH3OH) |
| n(CO2) |
A．升高温度 B．加入催化剂 C．将H2O（g）从体系中分离
D．充入He（g），使体系总压强增大 E．再充入1mol CO2和3mol H2
（5）若在另一个密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，保持压强不变，并使初始体积与（3）题中容器体积相等，且在相同的温度下进行反应，达到平衡时该容器中的CO2的体积百分数
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,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算
专题：化学平衡专题
分析：（1）根据化学方程式书写平衡常数表达式；
当温度降低时K值变大，说明平衡向正反应进行，温度降低平衡向放热反应进行；
（2）达平衡正逆反应速率相等，各组分的浓度保持不变的状态；
（3）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）；
（4）平衡移动的原理来分析解答；
（5）比较该加入反应物条件下与（3）的压强比较，再比较容器中的CO2的体积百分数．
当温度降低时K值变大，说明平衡向正反应进行，温度降低平衡向放热反应进行；
（2）达平衡正逆反应速率相等，各组分的浓度保持不变的状态；
（3）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 |
（4）平衡移动的原理来分析解答；
（5）比较该加入反应物条件下与（3）的压强比较，再比较容器中的CO2的体积百分数．
解答：
解：（1）该反应平衡常数K的表达式为
，当温度降低时K值变大，说明平衡向正反应进行，温度降低平衡向吸放热反应进行，即正反应为放热反应，△H＜0，
故答案为：
；放热；
（2）A．混合气体的平均平均相对分子质量不变，说明总物质的量不变，所以正逆反应速率相等，故A正确；
B．混合气体的压强不变，说明总物质的量不变，所以正逆反应速率相等，故B正确；
C．单位时间内生成3mol H-H键，同时生成2mol C=O键，都是逆向，故C错误；
D．平衡时混合气体中c（H2）：c（CH3OH）可能为3：1，也可能不是，这与起始浓度和转化率有关，故D错误；
故选：CD；
（3）根据三段式计算
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
从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=
=0.225mol/（L．min），
所以速率v（H2）为0.225mol/（L．min），
故答案为：0.225；
A．升高温度 B．加入催化剂 C．将H2O（g）从体系中分离
D．充入He（g），使体系总压强增大 E．再充入1mol CO2和3mol H2
（4）A．升高温度，正反应是放热反应，平衡逆向移动，比值减小，故不选；
B．加入催化剂，平衡不移动，比值不变，故不选；
C．将H2O（g）从体系中分离，平衡正向移动，故选；
D．充入He（g），使体系总压强增大，各组分浓度不变，比值不变，故不选；
E．再充入1mol CO2和3mol H2，相当于增大压强，平衡正向移动，故选；
故选CE；
（5）恒容条件下，该反应前气体物质的量大于反应后气体物质的量，随着反应进行体系压强减小，不利于反应的正向进行，恒压条件下，压强大于恒容条件下压强，所以CO2的体积百分数小于（3）题中的CO2的体积百分数，故答案为：＜．
| c(CH3OH)?c(H2O) |
| c(CO2)?c3(H2) |
故答案为：
| c(CH3OH)?c(H2O) |
| c(CO2)?c3(H2) |
（2）A．混合气体的平均平均相对分子质量不变，说明总物质的量不变，所以正逆反应速率相等，故A正确；
B．混合气体的压强不变，说明总物质的量不变，所以正逆反应速率相等，故B正确；
C．单位时间内生成3mol H-H键，同时生成2mol C=O键，都是逆向，故C错误；
D．平衡时混合气体中c（H2）：c（CH3OH）可能为3：1，也可能不是，这与起始浓度和转化率有关，故D错误；
故选：CD；
（3）根据三段式计算
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
从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=
| 2.25mol/L |
| 10min |
所以速率v（H2）为0.225mol/（L．min），
故答案为：0.225；
A．升高温度 B．加入催化剂 C．将H2O（g）从体系中分离
D．充入He（g），使体系总压强增大 E．再充入1mol CO2和3mol H2
（4）A．升高温度，正反应是放热反应，平衡逆向移动，比值减小，故不选；
B．加入催化剂，平衡不移动，比值不变，故不选；
C．将H2O（g）从体系中分离，平衡正向移动，故选；
D．充入He（g），使体系总压强增大，各组分浓度不变，比值不变，故不选；
E．再充入1mol CO2和3mol H2，相当于增大压强，平衡正向移动，故选；
故选CE；
（5）恒容条件下，该反应前气体物质的量大于反应后气体物质的量，随着反应进行体系压强减小，不利于反应的正向进行，恒压条件下，压强大于恒容条件下压强，所以CO2的体积百分数小于（3）题中的CO2的体积百分数，故答案为：＜．
点评：考查平衡图象、化学平衡有关计算、反应速率、化学平衡的影响因素等，难度不大，注意基础知识的理解掌握．
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