Question

①CO₂可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)．在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定條件下反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol^-1，測(cè)得CO₂和CH₃OH（g）濃度隨時(shí)間變化如圖2所示．從3min到9min，v（H₂）=

 

mol?L^-1?min^-1．
②能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是

 

（填編號(hào)）．
A．反應(yīng)中CO₂與CH₃OH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1（即圖中交叉點(diǎn)）
B．混合氣體的密度不隨時(shí)間的變化而變化
C．單位時(shí)間內(nèi)消耗3mol H₂，同時(shí)生成1mol H₂O
D．CO₂的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變
③工業(yè)上，CH₃OH也可由CO和H2合成．參考合成反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的平衡常數(shù)．下列說(shuō)法正確的是

 

．

溫度/℃	0	100	200	300	400
平衡常數(shù)	667	13	1.9×10-2	2.4×10-4	1×10-5

A．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B．該反應(yīng)在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行，高溫下可自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明該反應(yīng)△S＜0
C．在T℃時(shí)，1L密閉容器中，投入0.1mol CO和0.2mol H₂，達(dá)到平衡時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率為50%，則此時(shí)的平衡常數(shù)為100
D．工業(yè)上采用稍高的壓強(qiáng)（5MPa）和250℃，是因?yàn)榇藯l件下，原料氣轉(zhuǎn)化率最高．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系

專題：

分析：①v=

△c

t

計(jì)算反應(yīng)速率；
②化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，由此衍生的物理量不變；
③A、依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化和平衡移動(dòng)原理分析判斷；
B、根據(jù)△G=△H-T△S＜0自發(fā)，△G=△H-T△S＞0非自發(fā)判斷；
C、結(jié)合平衡三段式列式計(jì)算，平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積；
D、此條件是催化劑活性最大，升溫平衡逆向進(jìn)行．

解答： 解：①?gòu)?min到9min，v（CO₂）=

△c

t

=

0.50mol/L-0.25mol/L

9min-3min

，則v（H₂）=3v（CO₂）=3×

0.50mol/L-0.25mol/L

9min-3min

=0.125mol/（L?min）^-1，
故答案為：0.125；
②A．反應(yīng)中CO₂與CH₃OH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1時(shí)，沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．由于氣體的總質(zhì)量不變，容器的體積不變，則無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，氣體的密度都不變，故B錯(cuò)誤；
C．化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，都存在單位時(shí)間內(nèi)每消耗3molH₂，同時(shí)生成1molH₂O，故C錯(cuò)誤；
D．CO₂的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變，說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確．
故答案為：D；
③A、依據(jù)平衡常數(shù)隨溫度變化和平衡移動(dòng)原理分析判斷，隨溫度升高平衡常數(shù)減小，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A正確；
B、由A得正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，根據(jù)△G=△H-T△S＜0自發(fā)，△G=△H-T△S＞0非自發(fā)，又在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行，高溫下可自發(fā)進(jìn)行，說(shuō)明該反應(yīng)△S＜0
，故B正確；
C、結(jié)合平衡三段式列式計(jì)算，平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積，
                CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol/L）  0.1      0.2        0
變化量（mol/L）  0.1×50%  0.1      0.05
平衡量（mol/L） 0.05       0.1      0.05
平衡常數(shù)K=

0.05

0.05×0.1 2

=100，故C正確；
D、升溫平衡逆向進(jìn)行，此條件是催化劑活性最大，不是原料氣的轉(zhuǎn)化率高，故D錯(cuò)誤；
故選ABC．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算，平衡狀態(tài)的判斷應(yīng)用，平衡常數(shù)K的應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．