Question

降低大气中CO2的含量及有效地开发利用 CO2，目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究反应原理

降低大气中CO2的含量及有效地开发利用 CO2，目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验，在体积为1L的恒容密闭容器中，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．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．（1）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）=______mol/（L?min）；（2）氢气的转化率=______；（3）下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)n(H2)减少的是______．A．升高温度 B．充入He（g），使体系压强增大C．将H2O（g）从体系中分离出去 D．再充入1molH2（4）下列不能表示反应达到平衡状态的是______A．体系压强不再改变 　 B．混合气体的平均分子质量不再改变C．容器内的温度不再改变 D．混合气体的密度不再改变E．V（CO2）：V（H2）=1：3．

Answer 1

（1）根据v=

△c

t

计算得二氧化碳的反应速率为

1?0.25

10

mol/（L?min）=0.075mol/（L?min），根据化学方程式可知氢气反应速率为3×0.075mol/（L?min）=0.225mol/（L?min），故答案为：0.225mol/（L?min）；
（2）因为体积为1L，据图二氧化碳浓度减小了0.75mol/L，即二氧化碳的物质的量为0.75mol，根据化学方程式，氢气转化的物质的量为2.25mol，所以氢气的转化率为

2.25

3

×100%=75%，故答案为：75%；
（3）要使n（CH₃OH）/n（H₂）减小，应使平衡向逆反应方向移动，
A．升高温度，平衡逆向移动，故A正确；
B．充入He（g），使体系压强增大，各成分的浓度没变，平衡不移动，故B错误；
C．将H₂O（g）从体系中分离出去，平衡正向移动，故C错误；
D．再充入1molH₂，虽然平衡会正向移动，但由于n（H₂）增加会使n（CH₃OH）/n（H₂）减小，故D正确；
故选AD；
（4）反应处于平衡状态时，各组分的浓度或百分含量不再随时间的变化而变化，正逆反应速率相等，再结合化学方程式可知，
A．由于该反应是体积减小的反应，当体系压强不再改变时，则说明反应处于平衡状态；
B．由于该反应是物质的量减小的反应，气体质量守恒，所以当混合气体的平均分子质量不再改变时，则说明反应处于平衡状态；
C．由于该反应是放热反应，容器内的温度不再改变时，则说明反应处于平衡状态；
D．由于反应是在恒容条件下进行，气体质量守恒，反应过程中密度始终不变，所以混合气体的密度不再改变不能说明反应是否处于平衡状态；
E．反应过程中V（CO₂）：V（H₂）始终是1：3，所以当V（CO₂）：V（H₂）=1：3时，不能说明反应是否处于平衡状态；
故答案为：DE．