Question

降低大氣中CO₂的含量及有效地開發(fā)利用CO₂，目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來生產(chǎn)燃料甲醇．為探究反應原理，先進行如下實驗，在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定條件下發(fā)生反應：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）；△H=-49.0kJ/mol．測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．
①從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H₂）=______mol/（L?min）；
②氫氣的轉(zhuǎn)化率=______；
③該反應的平衡常數(shù)為______（保留小數(shù)點后2位）；
④下列措施中能使平衡體系中n（CH₃OH）/n（CO₂）增大的是______．
A．升高溫度
B．充入He（g），使體系壓強增大
C．將H₂O（g）從體系中分離出去
D．再充入1molCO₂和3molH₂．

Answer 1

（1）①利用三段式解題法計算
CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g），
開始（mol/L）：1 30 0
變化（mol/L）：0.75 2.250.75 0.75
平衡（mol/L）：0.25 0.75 0.750.75
從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H₂）=

2.25mol/L

10min

=0.225mol?L^-1?min^-1，
故答案為：0.225；
②氫氣的轉(zhuǎn)化率=

2.25

3

×100%=75%，
故答案為：75%；
②平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，則k=

c(CH3OH)c(H2O)

c(CO2)c3(H2)

=

0.75×0.75

0.25×0.753

=5.33，
故答案為：5.33；
③要使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，應使平衡向正反應方向移動，
A．因正反應放熱，升高溫度平衡向逆反應方向移動，則n（CH₃OH）/n（CO₂）減小，故A錯誤；
B．充入He（g），使體系壓強增大，但對反應物質(zhì)來說，濃度沒有變化，平衡不移動，n（CH₃OH）/n（CO₂）不變，故D錯誤．故B錯誤；
C．將H₂O（g）從體系中分離，平衡向正反應方法移動，n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故C正確；
D．再充入1molCO₂和3molH₂，等效于在原來基礎上縮小體積一半，壓強增大，平衡向正反應方向移動，則n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故D正確．
故答案為：CD．