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1molCO2和3molH2，一定條件下反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

（1）從3min到9min，v(CO2)=__mol·L-1·min-1（計算結果保留2位有效數字）。

（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.混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化

C.單位時間內生成1molH2，同時生成1molCH3OH

D.混合氣體的平均相對分子質量不隨時間的變化而變化

（3）平衡時CO2的轉化率為__%。

（4）平衡混合氣體中CO2(g)和H2(g)的質量之比是__。

（5）第3分鐘時v正(CH3OH)__第9分鐘時v逆(CH3OH)（填“＞”、“＜”“=”或“無法比較”）。

Answer 1

【答案】0.042 BD 75 22：3 ＞

【解析】

（1）3min到9min，根據CO2濃度變化計算CO2化學反應速率v(CO2)；

（2）化學反應達到平衡狀態時正逆反應速率相等，各物質的濃度不變，由此衍生的物理量不變；

（3）由圖象可知平衡時CO2的為0.25mol/L，可知消耗0.75mol/L，以此計算轉化率；

（4）結合各物質的平衡濃度，利用三段式法計算；

（5）第9分鐘時達到平衡，υ逆（CH3OH）=υ正（CH3OH），隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小。

(1)3min到9min，CO2濃度變化為0.5mol/L0.25mol/L=0.25mol/L，CO2反應速率為：，故答案為：0.042；

(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)，濃度相等而不是不變，故A錯誤；

B. 混合氣體的物質的量為變量，則壓強為變量，隨著反應的進行，混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化，此時反應達到平衡，故B正確；

C. 單位時間內生成3molH2，同時生成1molCH3OH，則正逆反應速率相等，故C錯誤；

D.混合氣體的質量不變，混合氣體的物質的量隨著反應的進行是變量，則平均相對分子質量不隨時間的變化而變化此時反應達到平衡，故D正確；

故答案為：BD；

(3)由圖象可知平衡時CO2的為0.25mol/L，可知消耗0.75mol/L，則轉化率為，故答案為：75；

(4)

則平衡時混合氣體中CO2(g)和H2(g)的質量之比是 ，故答案為：22:3；

(5)第9分鐘時達到平衡，υ逆(CH3OH)=υ正(CH3OH)，隨著反應的進行，正反應速率逐漸減小，則第3分鐘時υ正(CH3OH) 大于第9分鐘時υ逆(CH3OH)。故答案為：＞。