Question

碳循环的途径之一是：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）+49.0kJ，在容积为2L的密闭容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，在两种不同的实验条件下进行反应，测得CH₃OH（g）的物质的量随时间变化情况如下图所示：
（1）前5min内实验①的平均反应速率v（H₂）=

 

 mol/（L?min）．
（2）能说明上述反应达到平衡状态的是

 

（填编号）．
a．混合气体的密度不随时间变化而变化
b．单位时间内每消耗3mol H₂，同时生成1mol H₂O
c．CO₂的体积分数在混合气体中保持不变
d．3v_逆（CO₂）=v_正（H₂）
（3）与①相比，②仅改变一种反应条件，所改变的条件和判断的理由分别是

 

．
（4）在一定温度下，把2.0L CO₂和6.0L H₂通入一个带活塞的体积可变的密闭容器中，活塞的一端与大气相通，反应达到平衡后，测得混合气体为7.0L．若需控制平衡后混合气体为6.5L，则可采取的措施是

 

；欲使反应的K减小，可以采取的措施是

 

．

Answer 1

分析：（1）利用三段式求出各自的物质的量，然后根据v=

△c

△t

计算；
（2）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变，以此分析；
（3）由图可知与①相比，②的反应速率增大，平衡正向移动，然后根据温度、压强对化学平衡的影响来判断；
（4）根据该反应是一个气体体积减小、放热的反应，平衡正向移动，容器的体积减小；根据平衡正向移动，平衡常数增大，反之，平衡常数减小．

解答：解：（1）根据三段式   
             CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
开始（mol/L）：1        3                0           0
变化（mol/L）：0.55     1.65             0.55       0.55 
平衡（mol/L）：0.45     1.35              0.55       0.75
从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=

1.65 mol   2L

5min

=0.165mol?L^-1?min^-1，
故答案为：0.165；
（2）a．各物质都为气体，容器的体积不变，混合气体的总质量不变，密度自始至终为定值，不能说明可逆反应到达平衡，故A错误；
b．单位时间内每消耗3mol H₂，同时生成1mol H₂O，都表示正反应速率，不能说明可逆反应到达平衡，故b错误；
c．CO₂的体积分数在混合气体中保持不变，说明可逆反应到达平衡，故c正确；
d．3v_逆（CO₂）=v_正（H₂）即υ正（H₂）：υ逆（CO₂）=3：1，等于化学计量数之比，说明到达平衡，故d正确；
故选：cd．
（3）温度升高、反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，不符合题意；压强增大，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，符合题意；故答案为：增大压强；因为与①相比，②的反应速率增大，平衡正向移动，符合增大压强的情况；
（4）反应达到平衡后，测得混合气体为7.0L．若需控制平衡后混合气体为6.5L，由于压强不变，只能通过温度的改变使得平衡正向移动，降低温度，平衡向放热的方向，即正反应方向移动，升高温度，平衡向吸热的方向，即逆反应方向移动，平衡常数减小，
故答案为：降温；升温．

点评：考查利用速率的计算、化学平衡状态的判断、以及外界条件对化学平衡的影响，难度中等，在判断平衡时，对于不同物质表示的正逆反应速率，可以利用速率之比等于化学计量数之比转化为同一物质表示正逆速率．