Question

9．由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO₂含量并加以開發(fā)利用，引用了各界的普遍重視．目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂生產(chǎn)燃料甲醇．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的表達式為$\frac{c（{H}_{2}O）c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{3}（{H}_{2}）c（C{O}_{2}）}$，溫度降低，平衡常數(shù)K增大（填“增大”、“不變”或“減小”）．
（2）在體積為2L的密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，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CO₂濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=0.05mol/（L•min）．

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

（3）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C（填寫序號字母）
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1mol CO₂和3mol  H₂D．選擇高效催化劑．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)化學(xué)平衡和平衡常數(shù)概念書寫表達式，圖象分析反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡正向進行；
（2）依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率△V=$\frac{△c}{△t}$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）依據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率因素，平衡影響因素的理解，移動原理的分析判斷．

解答 解：（1）CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）平衡常數(shù)表達式=$\frac{c（{H}_{2}O）c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{3}（{H}_{2}）c（C{O}_{2}）}$，圖象分析反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡正向進行，平衡常數(shù)增大；
故答案為：$\frac{c（{H}_{2}O）c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{3}（{H}_{2}）c（C{O}_{2}）}$；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=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{1mol/L-0.5mol/L}{5min}$=0.05mol/（L•min），故答案為：0.05mol/（L•min）；
（3）依據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率因素，平衡影響因素的理解，移動原理的分析判斷；下列條件能使上述反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的；
A．及時分離出CH₃OH氣體，生成物濃度減小，反應(yīng)速率減小，平衡正向進行，故A錯誤；
B．反應(yīng)是放熱反應(yīng)，適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡逆向進行，故B錯誤；
C．保持容器的容積不變，再充入1mol CO₂和3mol H₂，相當(dāng)與增大壓強，反應(yīng)速率增大，平衡正向進行，故C正確；
D．選擇高效的催化劑，反應(yīng)速率增大，平衡不動，故D錯誤；
故答案為：C．

點評 本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率，化學(xué)平衡常數(shù)概念分析計算，影響因素和平衡標(biāo)志的判斷是解題關(guān)鍵，題目難度中等．