Question

【題目】CO2可轉化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。在容積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定條件下發(fā)生反應：CO2（g）＋3H2（g）=CH3OH（g）＋H2O（g），測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示。

（1）從3 min到9 min，v（H2）＝________ mol·L－1·min－1。

（2）能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是________（填字母）。

A 反應中CO2與CH3OH的物質的量濃度之比為1∶1（即圖中交叉點）

B 混合氣體的密度不隨時間的變化而變化

C 單位時間內消耗3 mol H2，同時生成1 mol H2O

D CO2的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變

（3）一定溫度下，第9 min時v逆（CH3OH）________（填“大于”“小于”或“等于”）第3 min時v正（CH3OH）。

Answer 1

【答案】0.125 D 小于

【解析】

根據(jù)坐標圖中濃度與時間的關系計算反應速率；根據(jù)平衡狀態(tài)的特征分析是否達到平衡狀態(tài)；根據(jù)達到平衡狀態(tài)時正逆速率的變化分析解答。

（1）從3 min到9 min，v（CO2）＝＝mol·L－1·min－1，則v（H2）＝3v（CO2）＝0.125 mol·L－1·min－1，故答案為：0.125；

（2）反應中CO2與CH3OH的物質的量濃度之比為1∶1（即圖中交叉點）時反應速率仍然在發(fā)生變化，沒有達到平衡狀態(tài)，A項錯誤；密度是混合氣體的質量和容器容積的比值，在反應過程中氣體質量和容器容積始終保持不變，所以混合氣體的密度不隨時間的變化而變化，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，B項錯誤；單位時間內消耗3 mol H2，同時一定生成1 mol H2O，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，C項錯誤；CO2的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，D項正確，故答案為：D。

（3）第9 min時反應達到平衡狀態(tài)，則第9 min時，v逆（CH3OH）= v正（CH3OH），而在平衡前正反應速率是減小的，所以第9 min時v逆（CH3OH）小于第3 min時v正（CH3OH），故答案為：小于。