题目内容
【题目】为实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项课题是如何将CO2转化为可利用资源。目前，工业上常用CO2来生产燃料甲醇。现进行如下实验：在体积为l L的密闭恒容容器中，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) ΔH＝－49.0 kJ/mol。
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①该反应的平衡常数表达式K＝ ；
②从反应开始到平衡时，CH3OH的平均反应速率
v(CH3OH)＝ （注明单位）；H2的转化率＝ ；
③下列说法中，能说明上述反应达到平衡状态的是
A．每消耗1mol CO2的同时生成1mol CH3OH
B．CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比为1∶3∶1∶1
C．容器中气体的压强不再改变
D．容器中气体的密度不再改变
④下列措施中，能使上述平衡状态向正反应方向移动的是
A．升高温度
B．将CH3OH(g)从体系中分离
C．使用高效催化剂
D．恒温恒容再充入1 molCO2和3 mol H2
【答案】①
②0.075 mol·(L·min)－1 75%
③C ④ BD
【解析】
试题分析：（1）CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）的平衡常数表达式K=
；
（2）二氧化碳是反应物，随反应进行浓度减小，甲醇是生成物，随反应进行浓度增大，10nim内达到平衡，生成甲醇浓度为0.75mol/L，二氧化碳浓度变化了0.75mol/L，则v（CH3OH）=
=0.075mol/（Lmin），由方程式可知△c（H2）=3c（CH3OH）=2.25mol/L，则△n（H2）=1L×2.25mol/L=2.25mol，氢气转化率=
×100%=75%；
（3）A．每消耗1mol CO2的同时生成1mol CH3OH，均表示正反应速率，反应始终按该比例关系进行，故A错误；B．平衡时CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比，与反应物起始量及转化率有关，平衡时不一定等于化学计量数之比，故B错误；C．随反应进行混合气体物质的量增大，恒温恒容下压强增大，当容器中气体的压强不再改变，说明到达平衡，故C正确；D．混合气体总质量不变，容器的容积不变，容器中气体的密度为定值，故D错误，故选C；
（4）A．反应是放热反应，升温平衡逆向进行，故A错误；B．将CH3OH（g）及时液化抽出，生成物浓度减小，平衡正向进行，故B正确；C．选择高效催化剂只能改变速率，不影响化学平衡移动，故C错误；D．再充入l molCO2和3molH2，增大压强，平衡正向进行，故D正确，
故选BD。
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