Question

由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題，如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用，引用了各界的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)，該反應(yīng)的能量變化如圖所示：

(1)上述反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為 ，溫度降低，平衡常數(shù)K (填“增大”、“不變”或“減小”)。

(2)在體積為2 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，測(cè)得CO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下表所示。從反應(yīng)開始到5 min末，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)＝ 。

t/min	0	2	5	10	15
n(CO2)/mol	1	0.75	0.5	0.25	0.25

 

(3)下列條件能使上述反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是 (填寫序號(hào)字母)

a．及時(shí)分離出CH3OH氣體

b．適當(dāng)升高溫度

c．保持容器的容積不變，再充入1 mol CO2和3 mol H2

d．選擇高效催化劑

 

Answer 1

(1) 增大

(2)0.15 mol·L－1·min－1

(3)c

【解析】(1)該反應(yīng)生成物比反應(yīng)物能量低，是放熱反應(yīng)；溫度降低，平衡正向移動(dòng)，K值增大。

(2)v(H2)＝3v(CO2)＝×3

＝0.15 mol·L－1·min－1。

(3)及時(shí)分離出甲醇?xì)怏w會(huì)使平衡正向移動(dòng)，但反應(yīng)速率減小；升高溫度會(huì)使反應(yīng)速率增大，但平衡逆向移動(dòng)；選擇高效的催化劑會(huì)加快反應(yīng)速率，但平衡不移動(dòng)；保持容器的容積不變，再充入1 mol CO2和3 mol H2，等效于在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率增大，平衡正向移動(dòng)。