题目内容

降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2成为研究的主要课题,在容积为1L的密闭容器,充入1molCO2和3molH2 .在温度500℃时发生反应:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H<0.
CH3OH的浓度随时间变化如图.回答有关问题:
(1)从反应开始到20分钟时,CO2的平均速率v(CO2)=
 
;
(2)从30分钟到35分钟达到新的平衡,改变的条件可能是
 
.
A.增大压强   B.加入催化剂
C.升高温度   D.增大反应物的浓度.
(3)如果在30分钟时,再向容器中充入1molCO2和3molH2 ,保持温度不变,达到新平衡时,H2
 
的浓度3 mol?L-1 (填“>”“=”或“<”);
(4)列式计算该反应在35分钟达到新平衡时的平衡常数(保留2位数)
 
.
考点:物质的量或浓度随时间的变化曲线
专题:
分析:(1)20min时甲醇的浓度为0.50mol/L,根据化学计量数计算出CO2的浓度变化,再计算出CO2的平均反应速率;
(2)平衡正向移动了,从影响平衡移动的因素考虑;
(3)从浓度和平衡移动的角度分析;
(4)用三段式法求算,代入K的计算公式计算即可,K=
c(CH3OH)?C(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
;
解答: 解:(1)根据图象可知,20min时甲醇的浓度为0.50mol/L,则CO2的浓度变化为0.50mol/L,v(CO2)=
0.5mol/L
20min
=0.025mol/(L?min),
故答案为:0.025mol/(L?min);
(2)30分钟后,平衡正向移动.
A、从30分钟到35分钟时,若增大压强,需要缩小容器体积,甲醇浓度变化不会逐渐变化,应该立即变化,故A错误;
B、加入催化剂,不影响平衡移动,故B错误;
C、升温,平衡逆向移动,甲醇浓度减小,故C错误;
D、增大反应物浓度,平衡正向移动,甲醇浓度增大,故D正确.
故选D;
(3)若平衡不移动时,反应物浓度加倍,生成甲醇浓度也加倍为1mol/L,本反应中,增大反应物的量,相当于加压,平衡正向移动,达到新的平衡后,甲醇浓度应大于1mol/L,
故答案为:>;
(4)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
反应前(mol/L)    1        3                0         0
反应了(mol/L)   0.70     0.21             0.70     0.70
平衡后(mol/L)   0.30     0.79              0.70     0.70
K=
c(CH3OH)?C(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
=
0.70×0.70
0.30×0.793
=0.15mol-2?L2
故答案为:0.15 mol-2.L2;
点评:本题考查了化学平衡的移动,结合图象考查,是高考考查的热点,本题信息量大,且难度也较大,充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力,注意在(2)中合理分析图象中压强变化引起的气体浓度变化情况.
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