Question

【題目】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，引起了各國的普遍重視。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)，如圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量(單位為kJ·mol－1)的變化。

(1)該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為_________________。

(2)溫度降低，平衡常數(shù)K_________(填“增大”、“不變”或“減小”)。

(3)為探究反應(yīng)原理，現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。從反應(yīng)開始到平衡，CO2和H2的轉(zhuǎn)化率比是________。

(4)下列措施中能使(3)題中增大的有____________。(填字母)

A．升高溫度

B．加入催化劑

C．將H2O(g)從體系中分離

D．充入He(g)，使體系總壓強(qiáng)增大

E．再充入1mol CO2和3mol H2

Answer 1

【答案】 增大 1:1 CE

【解析】

(1)該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為生成物的濃度冪的乘積與反應(yīng)物的濃度冪的乘積之比。

(2)由坐標(biāo)圖象可能看出，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則反應(yīng)放熱。溫度降低，平衡正向移動，由此可確定平衡常數(shù)K的變化。

(3)先由圖中數(shù)據(jù)求出CO2的濃度變化量為0.75mol/L，利用化學(xué)方程式，可求出H2的濃度變化量為2.25mol/L，由此可求出從反應(yīng)開始到平衡，CO2和H2的轉(zhuǎn)化率比。

(4)A．升高溫度，平衡逆向移動，n(CH3OH)減小，n(CO2)增大；

B．加入催化劑，平衡不發(fā)生移動；

C．將H2O(g)從體系中分離，平衡正向移動，n(CH3OH)增大，n(CO2)減��；

D．充入He(g)，使體系總壓強(qiáng)增大，平衡不發(fā)生移動；

E．再充入1mol CO2和3mol H2，相當(dāng)于原平衡體積加壓。

(1)平衡常數(shù)K為生成物的濃度冪的乘積與反應(yīng)物的濃度冪的乘積之比，則K=。答案為：；

(2)由坐標(biāo)圖象可能看出，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則反應(yīng)放熱。溫度降低，平衡正向移動，平衡常數(shù)K增大。答案為：增大；

(3)先由圖中數(shù)據(jù)求出CO2的濃度變化量為0.75mol/L，利用化學(xué)方程式，可求出H2的濃度變化量為2.25mol/L，由此可求出從反應(yīng)開始到平衡，CO2和H2的轉(zhuǎn)化率比為=1:1。答案為：1:1；

(4)A．升高溫度，平衡逆向移動，n(CH3OH)減小，n(CO2)增大，比值減小，A不合題意；

B．加入催化劑，平衡不發(fā)生移動，B不合題意；

C．將H2O(g)從體系中分離，平衡正向移動，n(CH3OH)增大，n(CO2)減小，比值增大，C符合題意；

D．充入He(g)，使體系總壓強(qiáng)增大，平衡不發(fā)生移動，D不合題意；

E．再充入1mol CO2和3mol H2，相當(dāng)于原平衡體積加壓，平衡正向移動，n(CH3OH)增大，n(CO2)減小，比值增大，E符合題意；

故選CE。答案為：CE。