Question

【題目】“低碳經(jīng)濟”正成為科學家研究的主要課題。將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應原理為:

2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)

(1) 已知一定條件下，該反應中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比[n(H2)/n(CO2)]的變化曲線如下圖:

①a、3、b的大小關(guān)系___________

②請根據(jù)下圖中信息在下圖(右)中畫出CO2(g)和H2(g)轉(zhuǎn)化為CH3OCH3(g)和H2O(g)的能量關(guān)系曲線___________。

(2)某溫度下，將2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容積為2L的密閉容器中，上述反應到達平衡時，改變壓強和溫度，平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分數(shù)變化情況如圖所示，關(guān)于溫度和壓強的關(guān)系判斷正確的______

A. P3＞P2，T3＞T2 B. P1＞P3，T1＞T3 C. P2＞P4，T4＞T2 D. P1＞P4，T2＞T3

(3)在恒容密閉容器里按體積比為1:3充入CO2(g)和H2(g),一定條件下上述反應達到平衡狀態(tài)。當改變反應的某一個條件后，下列變化能說明平衡一定向逆反應方向移動的是___________

A. 正反應速率先增大后減小 B. 逆反應速率先增大后減小

C. 化學平衡常數(shù)K值增大 D. 反應物的濃度增大

(4)下列一定能說明上述反應達到平衡的是___________

A.氣體的平均摩爾質(zhì)量不變

B.恒容條件下，氣體的密度不變

C.各物質(zhì)的速率之比等于系數(shù)比

D.[n(H2)/n(CO2)]不變

Answer 1

【答案】 a>3>b BD B A

【解析】(1)①增大氫氣的濃度提高CO2的轉(zhuǎn)化率，則根據(jù)圖像可知a、3、b的大小關(guān)系為a>3>b；②升高溫度CO2的轉(zhuǎn)化率降低，這說明平衡向逆反應方向進行，則正反應是放熱反應，所以圖像科表示為。(2)對于反應2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)，△H＜0，壓強越大，二甲醚的物質(zhì)的量分數(shù)則越大，溫度越高，二甲醚的物質(zhì)的量分數(shù)越小，所以P1＞P3、T1＞T3，P1＞P4、T2＞T3，答案選BD。(3)A.正反應速率先增大后減小平衡向正反應方向進行，A錯誤；B.逆反應速率先增大后減小平衡一定向逆反應方向進行，B正確；C.化學平衡常數(shù)K值增大說明平衡向正反應方向進行，C錯誤；D.反應物的濃度增大不能判斷平衡的移動方向，D錯誤，答案選B；(4)A.混合氣的平均相對分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，但物質(zhì)的量是變化的，所以氣體的平均摩爾質(zhì)量不變說明反應達到平衡狀態(tài)，A正確；B.密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，所以恒容條件下，氣體的密度不變不能說明，B錯誤；C.任何時刻各物質(zhì)的速率之比等于系數(shù)比，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，C錯誤；D.如果氫氣和CO2是按照化學計量數(shù)之比充入反應，則任何時刻[n(H2)/n(CO2)]不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，D錯誤，答案選A。