为减小CO2对环境的影响.在限制排放量的同时.应加强对CO2创新利用的研究．利用CO2在适当条件下合成甲醇和水．在2L的密闭容器中.充入2mol CO2和6mol H2.发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol．测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示．(1)从反应开始� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

为减小CO₂对环境的影响，在限制排放量的同时，应加强对CO₂创新利用的研究．利用CO₂在适当条件下合成甲醇和水．在2L的密闭容器中，充入2mol CO₂和6mol H₂，发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol．测得CO₂（g）和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．
（1）从反应开始到平衡，v（H₂）=

；
（2）下列能说明该可逆反应已达到化学平衡状态的是
A．CO₂和CH₃OH的浓度相等
B．混合气体的密度不再发生变化
C.3V正（H₂）=V逆（CH₃OH）
D．混合气体的相对平均分子质量不再发生变化
（3）能使平衡体系中n（CH₃OH）增大的措施有

．
（4）若在相同的条件下，同一容器中充入2molCH₃OH和2mol H₂O（g），达到化学平衡状态时n（CO₂）=

；CH₃OH的转化率=

．

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）反应速率=

△c

△t

计算得到甲醇反应速率，速率之比等于化学方程式计量数之比得到氢气反应速率；
（2）反应达到平衡状态的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变及其衍生的各种关系分析判断；
（3）能使平衡体系中n（CH₃OH）增大的措施是改变条件平衡正向进行，改变体积使平衡向正反应移动，可以增大CH₃OH的物质的量，据此结合方程式特征解答；
（4）若在相同的条件下，同一容器中充入2molCH₃OH和2mol H₂O（g），达到与充入2mol CO₂和6mol H₂达到相同的化学平衡状态分析计算；

解答： 解：（1）从反应开始到平衡，V（CH₃OH）=

0.8mol/L

10min

=0.08mol/L?min，v（H₂）=3V（CH₃OH）=0.08mol/L?min×3=0.24mol/L?min；
故答案为：0.24mol/（L．min）；
（2）CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol．反应是气体体积减小的放热反应
A．CO₂和CH₃OH的浓度相等和起始量和变化量有关，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B．反应前后气体质量不变，体积不变，反应过程中混合气体的密度始终不再发生变化，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．速率之比等于化学方程式计量数之比，为在反应速率，当V正（H₂）=3V逆（CH₃OH）时反应达到平衡状态，故C错误；
D．反应前后气体质量不变，物质的量减小，混合气体的相对平均分子质量不再发生变化，说明气体物质的量不变，反应达到平衡状态，故D正确
故答案为：D；
（3）反应正反应是体积减小的放热反应，故降低温度或加压或增大H₂的量等，可以使平衡向正反应移动，增大CH₃OH的物质的量；
故答案为：增加反应物用量或降温；
（4）若在相同的条件下，同一容器中充入2molCH₃OH和2mol H₂O（g），达到与充入2mol CO₂和6mol H₂达到相同的化学平衡状态，n（CO₂）=0.2mol/L×2L=0.4mol，CH₃OH的转化率=

2mol-0.8mol/L×2L

2mol

×100%=20%
故答案为：0.4mol；20%

点评：本题涉及反应速率计算、化学平衡影响因素与计算、平衡状态判断，反应速率概念的计算分析等，是对知识的综合运用，难度中等