Question

降低大气中CO₂的含量及有效地开发利用 CO₂，目前工业上有一种方法是用CO₂来生产燃料甲醇．为探究反应原理，现进行如下实验，在一定体积的恒容密闭容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定条件下发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=﹣49.0kJ/mol．测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．

（1）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=                 mol/（L•min）；

（2）氢气的转化率=                  ；

（3）下列措施中能使平衡体系中减少的是                  ．

A．将H₂O（g）从体系中分离出去

B．充入He（g），使体系压强增大

C．升高温度

D．再充入1molH₂

（4）下列不能表示反应达到平衡状态的是

A．体系压强不再改变

B．混合气体的密度不再改变

C．容器内的温度不再改变

D．混合气体的平均分子质量不再改变

E．V（CO₂）：V（H₂O）=1：1

F．混合气体的总物质的量不再改变

Answer

（1）0.1125mol/（L•min）

（2）75%

（3）CD

（4）BE

【解析】

试题分析： （1）①从图像可知开始加入CH3OH的浓度是0.5mol/L,题目已知加入CH3OH1mol，所以得知容器体积为2L，则加入H2浓度=3mol/2L=1.5mol/l利用三段式解题法计算

CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g），

开始（mol/L）： 0.5 1.5 0 0

变化（mol/L）： 0.375 1.125 0.375 0.375

平衡（mol/L）： 0.125 0.375 0.375 0.375

从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）= =1.125mol•L-1/10min=0.1125mol/（L•min）；

(2)氢气的转化率= 1.125/1.5×100%=75%

(3) A、将H2O（g）从体系中分离，平衡向正反应方法移动，n（CH3OH）/n（CO2）增大；B、充入

He（g），使体系压强增大，但对反应物质来说，浓度没有变化，平衡不移动，n（CH3OH）/n（CO2）

不变；C、因正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，则n（CH3OH）/n（CO2）减小；D、再

充入1molH2，平衡向正反应方向移动，则n（CH3OH）/n（CO2）减小；所以答案是CD。

(4) CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJ/mol A、此反应是气体系数之和变

化的，所以体系压强不再改变可以判断；B、混合气体的密度=m/v；混合气体的密度不再变化即体积不

再变化，因为是容器体积是不变，参加反应的都是气体，所以混合气体的密度不再改变不能判断； C、

因为反应有热量变化容器内的温度不再改变，能用来判断；D、混合气体的平均相对分子质量不再改变

时，各物质的物质的量不变、物质的量浓度不变，能用来判断；E、V（CO2）：V（H2O）=1：1没有正

逆两个方向，不能用来判断；F、此反应是气体系数之和变化的，所以混合气体的总物质的量不再改变，

可以用来判断。答案选BE。

考点：考查反应速率、转化率的计算及平衡状态的判断