Question

【題目】中國政府承諾，到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可轉化成有機物實現碳循環。在體積為1L的密閉容器中，充入 1mol CO2和3mol H2，一定條件下反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下圖所示。

（1）從3 min到9 min，υ(H2)=________mol·L－1·min－1。

（2）能說明上述反應達到平衡狀態的是____________（填編號）。

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3mol H2，同時生成1mol H2O

D．CO2的體積分數在混合氣體中保持不變

（3）平衡時CO2的轉化率為______________。

（4）平衡時混合氣體中CH3OH(g)的體積分數是__________________。

（5）一定溫度下，第9分鐘時υ逆(CH3OH) _______（填“大于”、“小于”或“等于”）第3分鐘時υ正(CH3OH)。

Answer 1

【答案】 0.125 D 75﹪ 30﹪ 小于

【解析】（1）從3 min到9 min消耗CO2是0.25mol/L，根據方程式可知消耗氫氣是0.75mol/L，則υ(H2)=0.75mol/L÷6min＝0.125mol·L－1·min－1。（2）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）時反應速率仍然再發生變化，沒有達到平衡狀態，A錯誤；B．密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中質量和容積始終是不變的，所以混合氣體的密度不隨時間的變化而變化不能說明，B錯誤；C．單位時間內消耗3mol H2，同時一定生成1mol H2O，不能說明反應達到平衡狀態，C錯誤；D．CO2的體積分數在混合氣體中保持不變說明反應達到平衡狀態，D正確，答案選D。（3）平衡時消耗CO2是0.75mol/L，則CO2的轉化率為0.75/1.00×100%＝75%。（4）平衡時剩余氫氣是0.75mol，生成水蒸氣是0.75mol，則混合氣體中CH3OH(g)的體積分數是。（5）第9分鐘時反應達到平衡狀態，則υ逆(CH3OH) 小于”第3分鐘時υ正(CH3OH)。