Question

（12分）

固定和利用CO₂，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体．工业上正在研究利用CO₂来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：

CO₂（g）+3H₂（g）⇌CH₃OH（g）+H₂O（g）+49．0kJ

某科学实验将6mol CO₂和8mol H₂充入一容积为2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如图中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）：

回答下列问题：

（1）由图分析，在下列时间段内反应速率最快的时间段是               （填答案编号）

a．0～1min     b．1～3min    c．3～8min   d．8～11min

（2）该反应在0～8min内CO₂的平均反应速率是                 mol/（L•min）．

（3）仅改变某一条件再进行实验，测得H₂的物质的量随时间变化如图中虚线所示．与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是               ，曲线Ⅱ改变的条件可能是                 

若实线对应条件下平衡常数为K，曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为K₁，曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为K₂，则K、K₁和K₂的大小关系是                 

（4）下列表述能表示该反应已达平衡的是                （填答案编号）

a．容器内压强不再改变                 b．容器内气体的密度不再改变

c．容器内气体平均摩尔质量不再改变     d．容器内各物质的物质的量相等

Answer

（12分）（每空2分）（1）a （2）0．125

（3）升高温度；增大压强；K1＜K2=K

（4）a、c

【解析】

试题分析：（1）单位时间内氢气的物质的量改变量最大的时间段，反应速率最快，所以最快的时间段为a。（2）从图分析，8分钟内氢气的物质的量从8摩尔变化到2摩尔，即改变了6摩尔，根据方程式计算，二氧化碳的物质的量改变了2摩尔，所以用二氧化碳表示的速率=2/2/8=0．125 mol/（L•min）。（3）改变条件是氢气的物质的量变化变快，且平衡时氢气的物质的量增多，说明平衡逆向移动，所以改变的条件为升高温度；改变条件使氢气的物质的量变化快，平衡时氢气的物质的量减小，说明平衡正向移动，所以条件为增大压强；化学平衡常数只有温度有关，所以平衡常数的关系为K1＜K2=K。（4）反应前后气体体积改变，所以压强不变可以表示反应到平衡；反应前后气体的总质量不变，所以密度不变不能说明反应到平衡；平均摩尔质量=气体总质量/气体总物质的量，因为气体总物质的量随时改变，所以平均摩尔质量不变可以表示反应到平衡；容器内各物质的量相等不能说明下一时刻还相等，不能说明反应到平衡。所以选a、c。

考点： 反应速率的计算，化学平衡常数的特征，反应条件对平衡的影响，平衡的标志

【名师点睛】判断可逆反应是否达到平衡，首先要审清反应是外界条件（如恒温恒容，恒温恒压），抓住反应的特点，然后再具体分析。应用正逆反应速率相等时，要注意反应描述的反应方向和不同物质的计量关系，可逆反应中，同边不同变，同变不同边，分别表示正逆反应速率。