Question

【題目】中國(guó)政府承諾，到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～50%。CO2可轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)，有效降低碳排放。

（1）在體積為1 L的恒容密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定條件下反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJmol－1，測(cè)得CO2和CH3OH(g)濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

①計(jì)算：從0min到3min，H2的平均反應(yīng)速率v(H2)＝_______mol·L－1·min－1，反應(yīng)至平衡時(shí)，放出的熱量是_______kJ。

②能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填編號(hào))。

A．c(CO2) ∶c(CH3OH)＝1∶1

B．混合氣體的密度不再發(fā)生變化

C．單位時(shí)間內(nèi)消耗3mol H2，同時(shí)生成1mol H2O

D．CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變

③反應(yīng)達(dá)到平衡后，保持其他條件不變，能加快反應(yīng)速率且使體系中氣體的物質(zhì)的量減少，可采取的措施有________(填編號(hào))。

A．升高溫度 B．縮小容器體積

C．再充入CO2氣體 D．使用合適的催化劑

（2）已知A(g)＋B(g) C(g)＋D(g) ΔH，反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：

溫度/ ℃	700	800	830	1000	1200
平衡常數(shù)	1.7	1.1	x	0.6	0.4

回答下列問(wèn)題：

①該反應(yīng)是_____反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”)。

②830℃時(shí)，向一個(gè)2L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，反應(yīng)至10s時(shí)達(dá)到平衡，測(cè)得A的轉(zhuǎn)化率為80%，計(jì)算830℃時(shí)，反應(yīng)的平衡常數(shù)x＝____。

Answer 1

【答案】 0.5 36.75 D B 放熱 1

【解析】本題主要考查化學(xué)平衡的判斷、影響化學(xué)平衡的外界因素及有關(guān)平衡常數(shù)的計(jì)算。

（1）①v(H2)＝3v(CO2)=3×0.50/3mol·L－1·min－1=0.5mol·L－1·min－1，反應(yīng)至平衡時(shí)，消耗CO20.75mol，放出的熱量是0.75×49.0kJ=36.75kJ。

②A．c(CO2) 與c(CH3OH)的關(guān)系與平衡狀態(tài)之間沒(méi)有關(guān)系 ，故A不能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) ；B．混合氣體質(zhì)量不變，體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，故B不能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) ；C．都是正反應(yīng)速率，故C不能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) ； D．CO2的體積分?jǐn)?shù)隨著反應(yīng)進(jìn)行而變化，當(dāng)CO2的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變時(shí) ，表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D能說(shuō)明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài) 。故選D。

③ A．升高溫度平衡左移，氣體物質(zhì)的量增加，故A不符合題意；B．加壓反應(yīng)速率增大，平衡右移，故B符合題意；C．氣體物質(zhì)的量增多，故C不符合題意；D．平衡不移動(dòng)，氣體物質(zhì)的量不變，故D不符合題意。故選B。

（2）①平衡常數(shù)隨著溫度升高而減小，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

②830℃時(shí)，各物質(zhì)平衡濃度為c(A)=0.02mol/L、c(B)=(0.80-0.16)/2mol/L=0.32mol/L、c(C)=c(D)=0.08mol/L，x＝[c(C)c(D)]/[ c(A)c(B)]=1。