Question

固定和利用CO₂能有效地利用資源，并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上有一種用CO來生產甲醇燃料的方法： CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)  △H ＝ －49.0 kJ·mol^－1，
某科學實驗將6molCO₂和8molH₂充入2L的密閉容器中，測得H₂的物質的量隨時間變化如下圖所示（實線）。

（1）a點正反應速率_______（填大于、等于或小于）逆反應速率。
（2）下列時間段平均反應速率最大的是__________。

A．0～1min

B．1～3min

C．3～8min

D．8～11min

（3）求平衡時CO₂的轉化率            和該條件下的平衡常數K             。
（4）僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗，測得H₂的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示，曲線I對應的實驗條件改變是                 ，曲線II對應的實驗條件改變是              。

Answer 1

（1）＞   （2）A    （3）33.3﹪     K=0.5    （4）升高溫度     增大壓強。

試題分析：（1）反應是從正反應方向開始的。由于在a點時反應還沒有達到化學平衡，所以反應速率V(正)＞V(逆) （2）反應是在體積固定的密閉容器中進行的，在反應的過程中物質的濃度越大，反應速率越快。由于在開始時反應物的濃度最大，所以在開始不久反應的速率最快。選項為A。（3）CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)開始時C(CO₂)=3mol/L,C(H₂)="4mol/L." C(CH₃OH)="0mol/L," C(H₂O)= 0mol/L.當達到化學平衡時C(H₂)=1mo/LC(CO₂)=2mol/L,C(CH₃OH)=1mol/L,C(H₂O)=1mol/L.所以CO₂的轉化率為：(1mol/L÷3mol/L)×100﹪=33.3﹪.此時的化學平衡常數K="{" C(CH₃OH)·C(H₂O)} ÷{ C(CO₂) ·C³(H₂) } = (1×1)÷(2×1³)= 0.5.（4） 僅改變某一實驗條件再進行實驗，測得H₂的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示，對于曲線I來說，反應速率加快，達到平衡時n(H₂)增多。說明平衡向逆反應方向移動。由于該反應的正反應是個氣體體積減小的放熱反應，所以要使速率加快，平衡逆向移動，對應的實驗條件改變是升高溫度 ，對于曲線II來說，反應速率加快，平衡時H₂的含量降低。說明改變的外界條件是是速率加快而且平衡正向移動。則對應的實驗條件改變是增大壓強。