Question

（14分）研究CO₂的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義。
⑴  在一定體積的密閉容器中，進行化學反應： CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)
其化學平衡常數K和溫度t的關系如下表：

①該反應正向反應是          反應。（填“放熱”或“吸熱”）
②能判斷該反應達到化學平衡狀態的依據是            。

A．容器壓強不變

B．混合氣體中c(CO2)不變

C．υ正(H2)＝υ逆(H2O)

D．c(CO2)＝c(CO)

③當其他條件不變時，若縮小容器的體積，該反應平衡      移動。（選填“正向”、“逆向”或“不”）
⑵工業上合成甲醇可在密閉容器中采用如下反應進行：
CO₂(g) +3H₂(g)  CH₃OH(g) +H₂O(g)   △H＝－49.0 kJ·mol^－1
①該反應的平衡常數表達式K＝                     。
②某實驗將1molCO₂和3molH₂充入一定體積的密閉容器中，在兩種不同條件下發生反應（只有一種條件不同）。測得CH₃OH的物質的量隨時間變化如圖所示：

曲線I、Ⅱ對應的平衡常數大小關系為K_Ⅰ       K_Ⅱ（選填“＞”、“＝”或“＜”）。
③一定溫度下，在容積2L且固定的兩個密閉容器中，按如下方式加入反應物，一段時間后達到平衡。

容 器	甲	乙
反應物投入量	1molCO2、3molH2	a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g)

經測定甲容器經過5min達到平衡，平衡時CO₂的轉化率為50%，甲容器中該反應在5min內的平均速率υ(H₂)＝              mol·L^－1·min^－1。
要使平衡后乙容器與甲容器中相同組分的體積分數相等，且起始時維持化學反應向逆反應方向進行，則c的取值范圍為                    。

Answer 1

（14分）
⑴吸熱  BC 不  
⑵ ＞   0.15    0.5＜c≤1 （每空2分）

試題分析：化學反應： CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)
由以上表格看到：隨著溫度升高，k值增大；即平衡向正向移動，即正向是吸熱方向；
①該反應正向反應是吸熱反應。
反應前后化學計量數不變，所以整個過程壓強始終不變，所以能判斷該反應達到化學平衡狀態的依據是 ：混合氣體中c(CO₂)不變；υ_正(H₂)＝υ_逆(H₂O) ；當其他條件不變時，若縮小容器的體積，該反應平衡不移動。
⑵工業上合成甲醇可在密閉容器中采用如下反應進行：
CO₂(g) +3H₂(g)  CH₃OH(g) +H₂O(g)   △H＝－49.0 kJ·mol^－1
①該反應的平衡常數表達式K＝。
②某實驗將1molCO₂和3molH₂充入一定體積的密閉容器中，在兩種不同條件下發生反應（只有一種條件不同）,曲線I、Ⅱ對應的平衡常數大小關系為K_Ⅰ>K_Ⅱ。
③一定溫度下，在容積2L且固定的兩個密閉容器中，按如下方式加入反應物，一段時間后達到平衡。

容 器	甲	乙
反應物投入量	1molCO2、3molH2	a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g)

經測定甲容器經過5min達到平衡，平衡時CO₂的轉化率為50%，甲容器中該反應在5min內的平均速率υ(H₂)＝0.15mol·L^－1·min^－1。
CO₂(g) +3H₂(g)  CH₃OH(g) +H₂O(g)   △H＝－49.0 kJ·mol^－1
甲：        1mol   3mol            0        0
乙：       a mol   b mol          c mol    c mol
要使平衡后乙容器與甲容器中相同組分的體積分數相等，起始時維持化學反應向逆反應方向進行，所以c的最大值是1，平衡時CO₂的轉化率為50%，，所以最小值是0.5則c的取值范圍為0.5＜c≤1
點評：等效平衡 化學反應速率
點評：對于化學平衡的計算學生必須要掌握的知識有：三行式; 化學反應速率的計算公式：v=Δc/Δt ;等效平衡的三種情況：
I類：恒溫恒容下對于反應前后氣體體積發生變化的反應來說（即△V≠0的體系）：等價轉化后，對應各物質起始投料的物質的量與原平衡起始態相同。
II類：恒溫恒容下對于反應前后氣體體積沒有變化的反應來說（即△V=0的體系）：等價轉化后，只要反應物（或生成物）的物質的量的比例與原平衡起始態相同，兩平衡等效。
III類：恒溫恒壓下對于氣體體系等效轉化后，只要反應物（或生成物）的物質的量的比例與原平衡起始態相同，兩平衡等效。