Question

一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），該反應(yīng)的能量變化如圖所示：
（1）上述反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為

 

，溫度降低，平衡常數(shù)K

 

（填“增大”、“不變”或“減小”）．
（2）在體積為2L的密閉容器中，充入1molCO₂和3molH₂，測得CO₂的物質(zhì)的量隨時間變化如表所示，從反應(yīng)開始到5min末，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（H₂）

 

．

t/min	0	2	5	10	15
n（CO2）/mol	1	0.75	0.5	0.25	0.25

（3）在相同溫度容積不變的條件下，能說明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是

 

（填寫序號字母）．
a．n（CO₂）：n（H₂O）：n（CH₃OH）：n（H₂O）=1：3：1：1
b．容器內(nèi)壓強保持不變
c．H₂的消耗速率與CH₃OH的消耗速率之比為3：1
d．容器內(nèi)的密度保持不變．
（4）下列條件能使上述反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是

 

（填寫字母）．
a．及時分離出CH₃OH氣體
b．適當(dāng)升高溫度
c．保持容器的容積不變，再充入1molCO₂和3molH₂．
d．選擇高效的催化劑．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡的影響因素

專題：

分析：（1）依據(jù)化學(xué)平衡和平衡常數(shù)概念書寫表達(dá)式，圖象分析反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡正向進(jìn)行；
（2）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率△V=

△c

△t

，計算二氧化碳表示的反應(yīng)速率，結(jié)合反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比計算氫氣反應(yīng)速率；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，來分析解題；
（4）根據(jù)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，來分析判斷．

解答： 解：（1）CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）平衡常數(shù)表達(dá)式：K=

c(H2O)?c(CH3OH)

c3(H2)?c(CO2)

，由圖象可知反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡正向進(jìn)行，平衡常數(shù)增大，故答案為：K=

c(H2O)?c(CH3OH)

c3(H2)?c(CO2)

；增大；
（2）圖表數(shù)據(jù)分析計算二氧化碳化學(xué)反應(yīng)速率△V=

△c

△t

=

0.5mol/L-0.25mol/L

5min

=0.05mol/（L?min），v（H₂）=3v（CO₂）=3×0.1mol/（L?min）=0.15mol/（L?min）；故答案為：0.15mol/（L?min）；
（3）a．n（CO₂）：n（H₂O）：n（CH₃OH）：n（H₂O）=1：3：1：1，平衡時可能符合這個比，也可能不符合，故錯誤；
b．容器內(nèi)壓強保持不變，說明達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；
c．H₂的消耗速率與CH₃OH的消耗速率之比為3：1，正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；
d．容器內(nèi)的密度始終保持不變，故錯誤；故選：BC；
（4）a．及時分離出CH₃OH氣體，平衡正向移動，反應(yīng)速率減慢，故錯誤；
b．適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡逆向移動，故錯誤；
c．保持容器的容積不變，再充入1molCO₂和3molH₂，相當(dāng)于增大壓強，平衡正向移動，故正確；
d．選擇高效的催化劑，反應(yīng)速率加快，平衡不移動，故錯誤；
故選：c．

點評：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率，化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率相關(guān)問題，題目難度中等．