Question

哥本哈根会议虽未能就减排问题达成有约束力的协议，但各国对于CO 2 对气候的影响达成了共识，都在积极研究方法循环利用CO

Answer 1

（1）CO ₂（g）与H ₂（g）反应生成CH ₃OH（g）和H ₂O（g）．由表中数据可知10min起氢气的浓度不再变化，且不为0，所以为可逆反应．反应方程式为CO ₂+3H ₂

CH ₃OH+H ₂O．

由表中数据可知氢气的起始浓度为0.40mol/L，平衡浓度为0.04mol/L，所以参加反应的氢气的物质的量为

（0.40mol/L-0.04mol/L）×10L=3.6mol，所以3mol氢气反应放出的热量为

3mol

3.6mol ×58.8kJ=49kJ，所以则上述反应的CO ₂+3H ₂

CH ₃OH+H ₂O的反应热△H=-49kJ/mol．

由表中数据可知10min内△c（H ₂）=0.40mol/L-0.04mol/L=0.36mol/L，所以v（H ₂）=

0.36mol/L

10min =0.036mol/（L•min）．

速率之比等于化学计量数之比，所以v（CH ₃OH）=

1

3 v（H ₂）=

1

3 ×0.036mol/（L•min）=0.012mol/（L•min），

故答案为：CO ₂+3H ₂

CH ₃OH+H ₂O；-49kJ/mol；0.012mol/（L•min）；

（2）A、该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，c（CH ₃OH）减小，c（CO ₂）增大，所以

c(C H 3 OH)

c(C O 2 ) 减小，故A错误；

B、充入Ar使压强增大，体积不变，反应混合气体浓度不变，平衡不移动．所以

c(C H 3 OH)

c(C O 2 ) 不变，故B错误；

C、等效为开始充入1.5a mol CO ₂和1.5a mol H ₂，体积变为原来1.5倍，平衡后再将体积压缩为原来体积．增大压强平衡向体积减小的方向移动，即向正反应移动，c（CH ₃OH）增大，c（CO ₂）减小，所以

c(C H 3 OH)

c(C O 2 ) 增大，故C正确；

D、将水从平衡体系中分离出来，生成物的浓度降低，平衡向正反应移动．c（CH ₃OH）增大，c（CO ₂）减小，所以

c(C H 3 OH)

c(C O 2 ) 增大，故D正确．

故选：CD；

（3）由表中数据可知氢气的起始浓度为0.40mol/L，所以a=0.40mol/L×10L=4mol．

根据三段式求出各组分的浓度变化量、平衡时各组分的浓度，

由表中数据可知氢气的起始浓度为0.40mol/L，所以二氧化碳的起始浓度也为0.40mol/L，平衡时氢气浓度为0.04mol/L，

对于反应 CO ₂（g）+3H ₂（g）

CH ₃OH（g）+H ₂O（g）

开始（mol/L）：0.4 0.4 0 0

变化（mol/L）：0.120.4-0.04=0.36 0.12 0.12

平衡（mol/L）：0.280.04 0.12 0.12

所以平衡常数k=

c (CH 3 OH)•c (H 2 O)

c (CO 2 ) •c 3 (H 2 ) =

0.12×0.12

0.28 ×0.04 3 =803.6，

故答案为：4mol；803.6；

（4）由（3）计算可知，二氧化碳、氢气的起始浓度为0.40mol/L．氢气的平衡浓度为0.04mol/L，二氧化碳的平衡浓度为0.28mol/L．

由方程式 CO ₂（g）+3H ₂（g）

CH ₃OH（g）+H ₂O（g）可知，相同时间内H ₂的浓度变化是CO ₂浓度变化的3倍，再根据表中氢气各时刻的浓度，计算二氧化碳的各时刻浓度．

作图如图所示：

，故答案为：

．