在一恒温、恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2

在一恒温、恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ?mol-1某... 在一恒温、恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ?mol-1某种反应物和生成物的浓度随时间变化如图所示.回答下列问题:(1)Y的化学式是______.(2)反应进行到3min时,v正______v逆(填“>”或“<”、“=”).反应前3min,H2的平均反应速率v(H2)=______mol?L-1?min-1.(3)不能判断该反应达到化学平衡状态的依据是______.A.容器内各气体的体积比保持不变 B.混合气体密度不变C.3v逆(CH3OH)=v正(H2) D.H2转化率为75%(4)上述反应达到平衡后,往容器中同时加入1molCO2和1mol H2O(g),此时平衡将______(填“向左”、“向右”或“不”)移动.(5)上述温度下,反应CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)的平衡常数K=______(计算结果保留2位小数). 展开
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经战小4444
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(1)由图可知反应进行到3min时,消耗的Y和生成的X均为0.5mol,说明二者的计量数相同,已知CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),
则反应物Y为CO2,故答案为:CO2
(2)反应进行到3min时,反应未到达平衡状态,反应仍正向进行,所以v>v;反应前3min,消耗的二氧化碳为1.00-0.50=0.50mol/L,则消耗的氢气为
0.50mol/L×3=1.50mol/L,则v(H2)=
1.50mol/L
3min
=0.5mol?L-1?min-1
故答案为:>;0.5;
(3)在一定条件下,当化学反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,
A.容器内各气体的体积比保持不变,说明各物质的量保持不变,所以证明已经达到平衡状态,故A正确;
B.混合气体的体积不变,质量守恒,所以混合气体的密度始终不变,所以不能证明已经达到平衡状态,故B错误;
C.达到平衡状态时,不同物质的反应速率之比等于计量数之比,即是平衡状态,所以3v(CH3OH)=v(H2) 时,说明已经达到平衡状态,故C正确;
D.由图可知,达到平衡状态时二氧化碳转化了0.75mol/L,则H2转化了0.75mol/L×3=2.25mol/L,所以氢气的转化率
2.25
3
×100%=75%,故D正确;
故答案为:B;
(4)由图可知,达到平衡状态时二氧化碳转化了0.75mol/L,则H2转化了0.75mol/L×3=2.25mol/L,生成的c(CH3OH)=c(H2O)=0.75mol/L;
则平衡时c(CO2)=0.25mol/L,c(H2)=0.75mol/L,c(CH3OH)=0.75mol/L,c(H2O)=0.75mol/L,
则K=
c(CH3OH)?c(H2O)
c(CO2)?c3(H2)
=
0.75×0.75
0.25×0.753
=5.33,往容器中同时加入1molCO2和1mol H2O(g),则Qc=
0.75×(1+0.75)
(0.25+1)×0.753
=2.49<K=5.33,则反应未到达平衡状态,所以反应向右进行,
故答案为:向右;
(5)反应CH3OH(g)+H2O(g)?CO2(g)+3H2(g)是反应CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的逆反应,二者的平衡常数互为倒数的关系,则K′=
1
K
=
1
5.33
=0.19,故答案为:0.19.
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