Question

降低大氣中CO₂的含量及有效地開發(fā)利用CO₂，目前工業(yè)上有一種方法是用CO₂來生產(chǎn)燃料甲醇．為探究反應(yīng)原理，先進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）；△H=-49.0kJ/mol．測(cè)得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖所示．
①從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=______mol/（L?min）；
②氫氣的轉(zhuǎn)化率=______；
③該反應(yīng)的平衡常數(shù)為______（保留小數(shù)點(diǎn)后2位）；
④下列措施中能使平衡體系中n（CH₃OH）/n（CO₂）增大的是______．
A．升高溫度
B．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大
C．將H₂O（g）從體系中分離出去
D．再充入1molCO₂和3molH₂．

Answer 1

（1）①利用三段式解題法計(jì)算
CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g），
開始（mol/L）：1 30 0
變化（mol/L）：0.75 2.250.75 0.75
平衡（mol/L）：0.25 0.75 0.750.75
從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

2.25mol/L

10min

=0.225mol?L^-1?min^-1，
故答案為：0.225；
②氫氣的轉(zhuǎn)化率=

2.25

3

×100%=75%，
故答案為：75%；
②平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，則k=

c(CH3OH)c(H2O)

c(CO2)c3(H2)

=

0.75×0.75

0.25×0.753

=5.33，
故答案為：5.33；
③要使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
A．因正反應(yīng)放熱，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則n（CH₃OH）/n（CO₂）減小，故A錯(cuò)誤；
B．充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大，但對(duì)反應(yīng)物質(zhì)來說，濃度沒有變化，平衡不移動(dòng)，n（CH₃OH）/n（CO₂）不變，故D錯(cuò)誤．故B錯(cuò)誤；
C．將H₂O（g）從體系中分離，平衡向正反應(yīng)方法移動(dòng)，n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故C正確；
D．再充入1molCO₂和3molH₂，等效于在原來基礎(chǔ)上縮小體積一半，壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故D正確．
故答案為：CD．