Question

16．工業(yè)上可用CO₂與H₂反應(yīng)生成甲醇，在T℃下，將1mol CO₂ 和2mol H₂ 充入5L恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)；CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化情況如圖中曲線Ⅰ所示．
（1）按曲線Ⅰ計(jì)算反應(yīng)從0到4min時(shí)，v（H₂）=0.05mol/（L．min）．
（2）在T℃時(shí)，若僅僅改變某一外界條件時(shí)，測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化情況如圖中曲線Ⅱ所示，則改變的外界條件為增大二氧化碳濃度或增大壓強(qiáng)；反應(yīng)按曲線Ⅱ進(jìn)行，計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)容器中c（CO₂）=0.1mol/L．
（3）判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)為AC（填字母）
A．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間改變
B．3v（H₂）_正=v（CH₃OH）_逆
C．混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變
D．單位時(shí)間內(nèi)生成CH₃OH和H₂O的物質(zhì)的量相同．

Answer 1

分析 （1）按曲線Ⅰ計(jì)算反應(yīng)從0到4min時(shí)，氫氣減少2.0mol-1.0mol=1.0mol，結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
（2）圖中曲線Ⅱ所示，反應(yīng)速率加快，平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量比I中小，氫氣減少2.0mol-0.5mol=1.5mol；
（3）結(jié)合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判斷．

解答 解：（1）按曲線Ⅰ計(jì)算反應(yīng)從0到4min時(shí)，氫氣減少2.0mol-1.0mol=1.0mol，v（H₂）=$\frac{\frac{1mol}{5L}}{4min}$=0.05mol/（L．min），
故答案為：0.05mol/（L．min）；
（2）圖中曲線Ⅱ所示，反應(yīng)速率加快，平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量比I中小，則改變條件為增大二氧化碳濃度或增大壓強(qiáng)等，氫氣減少2.0mol-0.5mol=1.5mol，由反應(yīng)可知消耗的二氧化碳為0.5mol，則平衡時(shí)容器中c（CO₂）=$\frac{1mol-0.5mol}{5L}$=0.1mol/L，
故答案為：增大二氧化碳濃度或增大壓強(qiáng)；0.1mol/L；
（3）A．混合氣體的物質(zhì)的量為變量，則平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間改變，為平衡狀態(tài)，故A選
B．3v（H₂）_正=v（CH₃OH）_逆，不等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不是平衡狀態(tài)，故B不選；
C．混合氣體的物質(zhì)的量為變量，混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變，為平衡狀態(tài)，故C選；
D．單位時(shí)間內(nèi)生成CH₃OH和H₂O的物質(zhì)的量相同，二者均為生成物，不能判定平衡，故D不選；
故選AC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的量與時(shí)間的變化曲線，為高頻考點(diǎn)，把握?qǐng)D中物質(zhì)的量變化及平衡移動(dòng)、平衡判定為解答本題的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用的考查，注意曲線I與II的比較，題目難度不大．