Question

【題目】中國(guó)政府承諾到2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。CO2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 H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：，測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。

（1）3～9min內(nèi)，v(H2)=_________mol·L-1·min-1。

（2）能說明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________（填序號(hào)）。

A.反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為l:1（即圖中交點(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 CO2

D. CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變

（3）平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為________

（4）平衡時(shí)混合氣體中CH3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)為________。

Answer 1

【答案】0.125 D 75% 30%

【解析】

反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的可逆反應(yīng)。反應(yīng)開始后，平衡正向移動(dòng)。當(dāng)9min時(shí)，CO2和CH3OH(g)的濃度不再改變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

（1）由化學(xué)方程式可知，v(H2)=3v(CO2)=3×(0.50 mol·L-1-0.25 mol·L-1)÷6 min=0.125 mol·L-1·min-1。

（2）A項(xiàng)，由圖象可知，交點(diǎn)處表示CO2和CH3OH的濃度相等，但反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)；B項(xiàng)，容器容積不變，該反應(yīng)是純氣體反應(yīng)，即氣體的質(zhì)量始終不變，故密度始終是常數(shù)；C項(xiàng)，消耗H2和生成H2O均表示正反應(yīng)，其速率之比始終為3:1；D項(xiàng)，反應(yīng)體系中某種氣體的含量不變，說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。

（3）平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為。

（4）反應(yīng)前后物質(zhì)的物質(zhì)的量如下：

開始/mol：	1	3	0	0
平衡/mol：	0.25	3-3×(1-0.25)	1-0.25	1-0.25

故平衡時(shí)混合氣體中CH3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)是。