Question

【題目】煤燃燒后的主要產物是CO、CO2。

（1）以CO2為原料可制備甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1，向1L的恒容密閉容器中充入1mol CO2(g)和3mol H2(g)，測得CO2(g)和CH3OH(g)濃度隨時間的變化如圖所示。

①圖1中N表示的是______（填化學式）；0~8min內，以氫氣表示的平均反應速率v(H2)=_______mol L-1 min-1。

②在一定條件下，體系中CO2的平衡轉化率(ɑ)與L和X的關系如圖2所示，L和X分別表示溫度和壓強。X表示的物理量是____________(填“溫度”或“壓強”)，L1________(填“>”或“<”)L2。

（2）向一體積為20L的恒容密閉容器中通入1molCO2發生反應：2CO2(g)2CO(g)+O2(g)，在不同溫度下各物質的體積分數變化如圖3所示。1600℃時反應達到平衡，則此時反應的平衡常數K_____________。

Answer 1

【答案】 CO2 0.28 (或 0.28125) 壓強 < 0. 0125

【解析】（1）①結合化學平衡三段式列式計算，向1L的恒容密閉容器中充入1mol CO2(g)和3mol H2(g)，測得CO2(g)和CH3OH(g)濃度隨時間的變化如圖1所示，N起始量為1.00mol/L，為CO2，平衡后CO2的物質的量濃度為0.25mol/L，物質的量為0.25mol，

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

起始量（mol） 1 3 0 0

變化量（mol） 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡量（mol） 0.25 0.75 0.75 0.75

反應速率v(H2)= ==0.28 mol L-1 min-1;

②在一定條件下，體系中CO2的平衡轉化率(ɑ)與L和X的關系如圖2所示，L和X分別表示溫度和壓強，反應為氣體體積減小的放熱反應，利用平衡影響原理分析，升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，增大壓強平衡向氣體體積縮小的方向移動，圖象可知X增大CO2的平衡轉化率(ɑ)增大，說明平衡正向進行則X為增大壓強，則X表示的物理量是壓強，L為溫度變化；溫度升高平衡逆向移動，二氧化碳轉化率越大，溫度越低，則L1<L2；

（2）向一體積為20L的恒容密閉容器中通入1molCO2發生反應：2CO2(g)2CO(g)+O2(g)，在不同溫度下各物質的體積分數變化如圖3所示。圖象中1600℃減少的為二氧化碳，平衡體積分數為40%，1600℃時反應達到平衡，設二氧化碳消耗濃度為x，

2CO2(g) 2 CO2(g) +O2(g)

起始量（mol/L） 0.05 0 0

改變量（mol/L） x x x

平衡量（mol/L） 0.05-x x 0.5x

=40%，解得：x=0.025mol/L，平衡常數K==0.0125。