为减弱温室效应.除了减少CO2的排放.植树造林.将液态CO2注入深海等措施外.还有一种思路是将CO2转化成其它可燃物质．如工业上已实现CO2和H2反应生成甲醇的转化．已知:在一恒温.恒容密闭容器中充入l mol CO2和3mol H2.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol.测得CO2� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

为减弱温室效应，除了减少CO₂的排放、植树造林、将液态CO₂注入深海等措施外，还有一种思路是将CO₂转化成其它可燃物质．如工业上已实现CO₂和H₂反应生成甲醇的转化．已知：在一恒温、恒容密闭容器中充入l mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0
kJ/mol，测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．请回答：
（1）达到平衡的时刻是

min（填“3”或“10”）．在前10min内，用CO₂表示的反应速率V（CO₂）=

（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据是

．
a．容器压强不变 b．混合气体中c（CO₂）不变
c．V（CH₃OH）=V（H₂O） d．c（CH₃OH）=c（H₂O）
（3）为了提高H₂的转化率，可采取

（填“增大”或“减小”）CO₂浓度的措施．
（4）达平衡后，H₂的转化率是

．平衡常数K=

．（计算结果保留一位小数）

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

专题：化学平衡专题

分析：（1）当各物质的浓度不再随时间的变化而变化，而反应处于平衡状态，根据v=

△c

计算反应速率；
（2）根据平衡状态的特征判断反应是否处于平衡状态；
（3）对于可逆反应增加一种反应物浓度要以提高另外一种物质的转化率，据此答题；
（4）利用三段式计算转化率和平衡常数．

解答： 解：（1）当各物质的浓度不再随时间的变化而变化，而反应处于平衡状态，由图可知，在第10min时，浓度不变，根据v=

△c

可知二氧化碳反应速率为

1.0-0.25

mol/（L?min）=0.075mol/（L?min），故答案为：10；0.075mol/（L?min）；
（2）根据平衡状态的特征判断反应是否处于平衡状态，
a．由于该反应是气体体积减小的反应，所以当容器压强不变时，就可说明反应已经处于平衡状态；
b．混合气体中c（CO₂）不变时，其它物质的浓度也不再变化，反应处于平衡状态；
c．在V（CH₃OH）=V（H₂O）中，不能看出是正反应速率还是逆反应速率，故无法判断反应是否处于平衡状态；
d．c（CH₃OH）与c（H₂O）的关系与起始加入的量为关，与反应是否处于平衡状态无关，故不能判断反应是否处于平衡状态；
故选ab．
（3）对于可逆反应增加一种反应物浓度要以提高另外一种物质的转化率，故答案为：增大；
（4）二氧化碳的起始浓度为1mol/L，而加入的物质的是为1mol，所以容器体积为1L，所以氢气的起始浓度为3mol/L，
利用三段式计算，由图可知相关数据，
             CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始（mol/L） 1         3          0           0
转化（mol/L） 0.75       2.25      0.75         0.75
平衡（mol/L） 0.25       0.75      0.75         0.75
所以H₂的转化率为

2.25

×100%=75%
平衡常数K=

0.75×0.75

0.25×0.753

=5.3
故答案为：75%；5.3．

点评：本题主要考查了化学反应速率的计算，化学平衡的特征，平衡常数的计算等知识点，中等难度，解题要注意基础知识的运用．