Question

已知CO₂可以生產(chǎn)綠色燃料甲醇．CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-187.4kJ/mol．300⁰C時的恒容密閉容器中，當(dāng)C（CO₂）=1.00mol．L^-1C（H₂）=1.60mol．L^-1開始反應(yīng)，結(jié)果如圖所示，回答下列問題：
（1）使用催化劑 I時，反應(yīng)在10小時內(nèi)的平均反應(yīng)速率：V（H₂）=

 

mol．（L．h）^-1．
（2）下列敘述正確的是

 

．（雙選）
A．當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度不再改變時，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)
B．充入氬氣増大壓強(qiáng)有利于提髙CO₂的轉(zhuǎn)化率
C．CO₂平衡轉(zhuǎn)化率：在上述反應(yīng)條件下，催化劑II比催化劑I高
D．催化效率：在上述反應(yīng)條件下，催化劑II比催化劑I高
（3）根椐圖中數(shù)據(jù)，計算此反應(yīng)在300⁰C時的平衡常數(shù)

 

．（在答題卡方框內(nèi)寫出計箅過程，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

考點：轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化曲線,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)在10小時內(nèi)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率計算出消耗二氧化碳的物質(zhì)的量濃度，再計算出用二氧化碳表示的平均反應(yīng)速率，最后根據(jù)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系計算出用氫氣表示的反應(yīng)速率；
（2）A、該反應(yīng)兩邊都是氣體，容器容積不變，所以密度始終不變；
B、充入稀有氣體，不影響反應(yīng)體系中各組分濃度，化學(xué)平衡不移動；
C、催化劑只影響反應(yīng)速率，不影響化學(xué)平衡；
D、根據(jù)圖示可知，在催化劑Ⅱ作用下的反應(yīng)速率大于比催化劑Ⅰ作用下的反應(yīng)速率；
（3）求出各組分濃度，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)概念計算即可．

解答： 解：（1）用催化劑I時，反應(yīng)在10小時內(nèi)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為0.18，二氧化碳的濃度變化為：1.00mol?L^-1×0.18=0.18mol/L，則反應(yīng)在10小時內(nèi)二氧化碳的平均反應(yīng)速率為：v（CO₂）=

0.18mol/L

10h

=0.018mol?（L?h）^-1，則v（H₂）=3v（CO₂）=0.054mol?（L?h）^-1，
故答案為：0.054；
（2）A、該反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變，容器的容積固定，所以混合氣體的密度始終不變，故當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度不再改變時，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；
B、充入氬氣增大壓強(qiáng)，但是反應(yīng)體系中各組分的濃度不變，化學(xué)平衡不發(fā)生移動，所以CO₂的轉(zhuǎn)化率不變，故B錯誤；
C、催化劑不影響化學(xué)平衡，所以CO₂平衡轉(zhuǎn)化率在上述反應(yīng)條件下，催化劑Ⅱ與催化劑Ⅰ的轉(zhuǎn)化率相等，故C錯誤；
D、在上述反應(yīng)條件下，催化劑Ⅱ的反應(yīng)速率大于催化劑Ⅰ的，說明催化劑Ⅱ比催化劑Ⅰ的催化效率高，故D正確；
故選AD；
（3）CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
c始（mol/L）    1.00       1.60            0         0
c變（mol/L）    0.20       0.60           0.20       0.20
c平（mol/L）    0.80       1.0            0.20       0.20      
平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?c3(H2)

=

0.2×0.2

0.8×1．03

L²?mol^-2=0.050L²?mol^-2．
故答案為：0.050L²?mol^-2．

點評：本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的計算、影響化學(xué)反應(yīng)速率因素等知識，題目難度中等，注意掌握化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式及計算方法．