Question

【題目】科學家提出“綠色自由”構想，把空氣中的CO2轉化為可再生能源甲醇（CH3OH）．該反應的熱化學方程式為：CO（g）+2H2（g）→CH3OH（g）+H2O（g）△H
（1）若在一個定溫定容的容器中發生上述反應，反應達到平衡的標志是 ．
A.CO2和CH3OH的濃度相等
B.H2的百分含量保持不變
C.容器內壓強保持不變
D.3v正（H2）=v逆（H2O）
E.容器中混合氣體的密度保持不變
（2）若將CO2和H2的混合氣體分成五等份，將它們分別充入溫度不同、容積相同的恒容容器中發生上述反應．反應相同時間后，測得甲醇的體積分數 （CH3OH）與反應溫度T的關系如圖1，則上述CO2轉化為甲醇的反應的△H0（填“＞”、“＜”、“=”）
（3）上述反應在實際生產中采用的溫度是300℃，其目的是 ．
（4）300℃時，將CO2與H2按1：3的體積比充入某密閉容器中，CO2的平衡轉化率（a）與體系總壓強（P）的關系如圖2所示．回答問題： ①若其他條件不變，將A點的體積壓縮至原來的一半，一段時間后反應再次達到平衡，與原平衡相比較下列說法正確的是 ．
A.CO2的濃度減小
B.正反應速率增大，逆反應速率減小
C.CO2和H2的體積比仍然是1：3
D.H2的體積分數減小②B點平衡混合氣體的平均摩爾質量為　22.7g/mol　（保留一位小數）．

Answer 1

【答案】
（1）BC
（2）＜
（3）加快反應速率,使催化劑活性較高
（4）CD
【解析】解：（1）A．CO2和CH3OH的濃度相等，并不是不變，所以不能說明達平衡狀態，故錯誤；

B．H2的百分含量保持不變，說明各物質的量不變，反應達平衡狀態，故正確；

C．容器內壓強保持不變，說明氣體的總物質的量不變，反應達平衡狀態，故正確；

D．達平衡時應有：v正（H2）=3v逆（H2O），故錯誤；

E．容器中混合氣體的密度一直保持不變，故錯誤；

故選：BC；（2）由圖可知最高點反應到達平衡，達平衡后，溫度越高，φ（CH3OH）越小，平衡向逆反應進行，升高溫度平衡吸熱方向進行，逆反應為吸熱反應，則正反應為放熱反應，即△H＜0，

所以答案是：＜；（3）采用300℃的溫度，可以加快反應速率，且催化劑活性較高，

所以答案是：加快反應速率，使催化劑活性較高；（4）①A．體積壓縮，反應混合物各組分濃度均增大，故A錯誤；

B．體積壓縮，壓強增大，正、逆反應速率都增大，故B錯誤；

C．CO和H2按1：3的體積比投入，且二者按物質的量1：3反應，反應體系中CO2和H2的體積比始終為1：3，故C正確；

D．壓縮體積，增大壓強，平衡正向移動，H2的體積分數減小，故D正確，

故選：CD；

②由CO2與H2按1：3的體積比，設二氧化碳的物質的量為1mol，則氫氣的物質的量為3mol，而平衡時CO2的平衡轉化率90%，

	CO2（g）+	3H2（g）→	CH3OH（g）+	H2O（g）
起始（mol）	1	3	0	0
轉化（mol）	0.9	2.7	0.9	0.9
平衡（mol）	0.1	0.3	0.9	0.9

所以B點平衡混合氣體的平均摩爾質量為： =22.7g/mol，所以答案是：22.7g/mol．

【考點精析】本題主要考查了化學平衡狀態本質及特征和化學平衡狀態的判斷的相關知識點，需要掌握化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）；狀態判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等才能正確解答此題．