Question

在體積為2L的密閉容器中，充入lmol CO₂和2.6mol H₂，一定條件下發生反應：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ?mol-1
測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示：
（1）從反應開始到第10min，氫氣的平均反應速率v（H₂）=

 

，在這段時間內，反應放出的熱量=

 

．
（2）在該條件下，反應的平衡常數K的值=，如果在某一時刻保持溫度不變，只改變濃度，使c（CO₂）=1.00mol/L，c（H₂）=2.00mol/L，c（CH₃OH）=c（H₂O）=0.80mol/L，則平衡

 

（填寫序號）．
a．向正反應方向移動   b．向逆反應方向移動    c．不移動   d．無法確定平衡移動方向
（3）下列措施中能使

n(CH3OH)

n(CO2

增大的是

 

（填寫序號）．
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  d．再充入l mol CH₃OH（g）

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）由圖象可知v（CO₂），根據反應速率之比等于化學計量數之比計算氫氣的反應速率，根據反應消耗的二氧化碳計算反應熱；
（2）計算出平衡時各物質的濃度，根據平衡常數表達式計算；
（3）為使甲醇與二氧化碳的物質的量比值增大，應使平衡向正反應方向移動，或增加甲醇的物質的量．

解答： 解：（1）由圖象可知v（CO₂）=

1-0.8 2 mol/L

10min

=0.01mol/（L?min），根據反應速率之比等于化學計量數之比可知v（H₂）=3v（CO₂）=3×0.01mol/（L?min）=0.03 mol/（L?min），
在這段時間內，反應消耗的CO₂為（1-0.8）mol=0.2mol，所以反應放出的熱量為0.2mol×49.0KJ/mol=9.8kJ，
故答案為：0.03 mol/（L?min）； 9.8kJ；
（2）CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始：1mol   2.6mol        0        0
轉化：0.2mol 0.6mol      0.2mol   0.2mol
平衡：0.8mol 2.00mol     0.2mol   0.2mol
所以：達到平衡時，c（CO₂）=0.4mol/L，c（H₂）=1.00mol/L，c（CH₃OH）=0.1mol/L，c（H₂O）=0.1mol/L，
在該條件下，反應的平衡常數K的值=

0.1×0.1

0.4×13

=0.025，只改變濃度，c（CO₂）=1.00mol/L，c（H₂）=2.00mol/L，c（CH₃OH）=c（H₂O）=0.80mol/L，則此時Qc=

0.8×0.8

1×43

=0.01＜K，則平衡向正反應方向移動，故選b，故答案為：0.025；a；
（3）a、升高溫度，平衡向逆反應方向移動，甲醇與二氧化碳的物質的量比值減小，故a錯誤；
b、充入He（g），使體系壓強增大，但對反應物質沒有影響，平衡不移動，二者比值不變，故b錯誤；
c、將H₂O（g）從體系中分離，生成物的濃度減小，平衡向正反應方向移動，二者比值變大，故c正確；
d、再充入l mol CH₃OH（g），反應雖然向逆反應方向移動，但反應的比增加的少，二者比值增大，故d正確．
故答案為：cd．

點評：本題考查化學平衡的有關計算，本題難度不大，做題時注意平衡常數的計算和應用．