Question

7．已知：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ•mol^-1．一定條件下，向體積固定為1L的密閉容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，測(cè)得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化曲線如圖所示．
（1）反應(yīng)開(kāi)始至第3分鐘內(nèi)，CO₂的反應(yīng)速率v（CO₂）=$\frac{1}{6}$mol/（L•min）．
（2）該條件下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{16}{3}$； 
（3）能使容器內(nèi)n（CH₃OH）：n（CO₂）增大的措施有c．
a．升高容器內(nèi)溫度                b．加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎?br />c．將H₂O（g）從容器中分離出去      d．向容器內(nèi)充入氦氣增壓
（4）當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到10分鐘時(shí)，若向該密閉容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，維持其它反應(yīng)條件不變，則對(duì)體系影響的下列觀點(diǎn)，正確的是b．
a．反應(yīng)的K值增大            b．CO₂的轉(zhuǎn)化率增大
c．達(dá)平衡后c（CH₃OH）是10分鐘時(shí)的2倍d．反應(yīng)繼續(xù)放出熱能49kJ．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算；
（2）根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積計(jì)算；
（3）使n（CH₃OH）/n（CO₂）應(yīng)采取措施，使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，注意不能增大二氧化碳或降低甲醇的量；
（4）a．平衡常數(shù)K是溫度的函數(shù)；           
b．若向該密閉容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CO₂的轉(zhuǎn)化率增大；
c．若向該密閉容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，所以達(dá)平衡后c（CH₃OH）比10分鐘時(shí)的2倍大；
d．不可能完全反應(yīng)．

解答 解：（1）反應(yīng)開(kāi)始至第3分鐘內(nèi)，氫氣的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=$\frac{0.5mol/L}{3min}$=$\frac{1}{6}$mol•L^-1•min^-1，故答案為：$\frac{1}{6}$；
（2）利用三段式解題法計(jì)算
                 CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），
開(kāi)始（mol/L）：1        3                0                   0
變化（mol/L）：0.75   2.25         0.75             0.75
平衡（mol/L）：0.25   0.75        0.75              0.75
K=$\frac{0.75×0.75}{0.25×0.7{5}^{3}}$=$\frac{16}{3}$，故答案為：$\frac{16}{3}$；
（3）使n（CH₃OH）/n（CO₂）應(yīng)采取措施，使平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，注意不能增大二氧化碳或降低甲醇的量，
a、該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，n（CH₃OH）/n（CO₂）減小，故a錯(cuò)誤，
b、加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎�，平衡不移�?dòng)，故b錯(cuò)誤；
c、將H₂O（g）從體系中分離，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，n（CH₃OH）/n（CO₂）增大，故c正確；
d、充入He（g），使體系壓強(qiáng)增大，容器的容積不變，反應(yīng)混合物的濃度不變，平衡不移動(dòng)，n（CH₃OH）/n（CO₂）不變，故d錯(cuò)誤；
故答案為：c；
（4）a．平衡常數(shù)K是溫度的函數(shù)，溫度不變平衡常數(shù)不變，故錯(cuò)誤；           
b．若向該密閉容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CO₂的轉(zhuǎn)化率增大，故正確；
c．若向該密閉容器中再充入1mol CO₂和3mol H₂，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，所以達(dá)平衡后c（CH₃OH）比10分鐘時(shí)的2倍大，故錯(cuò)誤；
d．不可能完全反應(yīng)，所以不可能反應(yīng)繼續(xù)放出熱能49kJ，故錯(cuò)誤；故選b．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡的計(jì)算與影響因素、平衡常數(shù)等，難度中等，注意基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，注意平衡移動(dòng)應(yīng)用．