Question

【題目】Ⅰ、如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2引起了全世界的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇。為探究該反應(yīng)原理，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在容積為1L的密閉容器中，充入1molCO2和3molH2 ， 在500℃下發(fā)生發(fā)應(yīng)，CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+ H2O（g）。實(shí)驗(yàn)測(cè)得CO2和CH3OH（g）的物質(zhì)的量（n）隨時(shí)間變化如下圖1所示：

（1）從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H2）＝。
（2）500℃該反應(yīng)的平衡常數(shù)為（結(jié)果保留一位小數(shù)），圖2是改變溫度時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖，若提高溫度到800℃進(jìn)行，達(dá)平衡時(shí)，K值（填“增大”“減小”或“不變”）。
（3）下列措施中不能使CO2的轉(zhuǎn)化率增大的是________________。
A.在原容器中再充入1mol H2
B.在原容器中再充入1molCO2
C.縮小容器的容積
D.使用更有效的催化劑
E.將水蒸氣從體系中分離出
（4）500℃條件下，測(cè)得某時(shí)刻，CO2（g）、H2（g）、CH3OH（g）和H2O（g）的濃度均為0.5mol/L，則此時(shí)v（正） v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）。
Ⅱ、一定條件下，可逆反應(yīng)A2（g）＋B2（g） 2C（g）達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的平衡濃度為c（A2）＝0.5mol/L；c（B2）＝0.1mol/L；c（C）＝1.6mol/L。若用a、b、c分別表示A2、B2、C的初始濃度（mol/L），則：
①a、b應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系是； ②a的取值范圍是。

Answer 1

【答案】
（1）0.225mol/（L·min）
（2）5.3,減小
（3）B,D
（4）＞,a＝b＋0.4,0.4≤b≤1.3
【解析】（1）根據(jù)圖1，開(kāi)始時(shí)CO2的濃度是1mol/L，平衡時(shí)CO2的濃度是0.25mol/L，CO2的濃度變化量是0.75 mol/L，則氫氣的濃度變化量是2.25 mol/L，v= ，所以氫氣的平均反應(yīng)速率v（H2）＝ =0.225mol/（L·min）；
（2）根據(jù)“三段式”

k= =5.3；

根據(jù)圖2可知，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，K減小；
（3）A．在原容器中再充入1mol H2，平衡正向移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率增大； B．在原容器中再充入1molCO2，平衡正向移動(dòng)，但CO2的轉(zhuǎn)化率減小；C．縮小容器的容積，平衡正向移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率增大； D．使用更有效的催化劑，平衡不移動(dòng)， CO2的轉(zhuǎn)化率不變； E.將水蒸氣從體系中分離出，平衡正向移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率增大；故選BD；
（4）CO2（g）、H2（g）、CH3OH（g）和H2O（g）的濃度均為0.5mol/L， ， Q<K，所以反應(yīng)正向進(jìn)行， v（正）> v（逆）；

Ⅱ、①設(shè)轉(zhuǎn)化過(guò)程中A2(g)轉(zhuǎn)化濃度為x mol·L-1，B2(g)的轉(zhuǎn)化濃度也為x mol·L-1。平衡時(shí)：a-x=0.5，b-x=0.1。所以，a=b+0.4。

②根據(jù)一邊倒的方法，把C完全分解為A、B，則c（A2）=1.3mol/L；c（B2）＝0.9mol/L；把B完全變?yōu)镃，則c（A2）＝0.4mol/L；c（B2）＝0mol/L；c（C）＝1.8mol/L；利用極值法，故a的取值范圍為0.4＜a＜1.3；

【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解反應(yīng)速率的定量表示方法的相關(guān)知識(shí)，掌握反應(yīng)速率的單位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t，以及對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征的理解，了解化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無(wú)關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）．