Question

由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO₂含量并加以開發(fā)利用，引用了各界的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)，該反應(yīng)的能量變化如圖所示：

(1)上述反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為               ，溫度降低，平衡常數(shù)K       (填“增大”、“不變”或“減小”)。
(2)在體積為2 L的密閉容器中，充入1 mol CO₂和3 mol H₂，測得CO₂的物質(zhì)的量隨時間變化如下表所示。從反應(yīng)開始到5 min末，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H₂)＝       。

t/min	0	2	5	10	15
n(CO2)/mol	1	0.75	0.5	0.25	0.25

 
(3)下列條件能使上述反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是       (填寫序號字母)
a．及時分離出CH₃OH氣體
b．適當(dāng)升高溫度
c．保持容器的容積不變，再充入1 mol CO₂和3 mol  H₂
d．選擇高效催化劑

Answer 1

(1)  增大
(2)0.15 mol·L^－1·min^－1
(3)c

(1)該反應(yīng)生成物比反應(yīng)物能量低，是放熱反應(yīng)；溫度降低，平衡正向移動，K值增大。
(2)v(H₂)＝3v(CO₂)＝×3
＝0.15 mol·L^－1·min^－1。
(3)及時分離出甲醇?xì)怏w會使平衡正向移動，但反應(yīng)速率減小；升高溫度會使反應(yīng)速率增大，但平衡逆向移動；選擇高效的催化劑會加快反應(yīng)速率，但平衡不移動；保持容器的容積不變，再充入1 mol CO₂和3 mol H₂，等效于在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡正向移動。