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中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。

化学试题 04-25
中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
 
(1)从3min到9min,v(CO2)=__mol·L-1·min-1(计算结果保留2位有效数字)。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是__(填编号)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点)
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内生成1molH2,同时生成1molCH3OH
D.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
(3)平衡时CO2的转化率为__%。
(4)平衡混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是__。
(5)第3分钟时v正(CH3OH)__第9分钟时v逆(CH3OH)(填“>”、“<”“=”或“无法比较”)。
【答案】    (1). 0.042    (2). BD    (3). 75    (4). 22:3    (5). >
【解析】
【分析】
(1)3min到9min,根据CO2浓度变化计算CO2化学反应速率v(CO2);
(2)化学反应达到平衡状态时正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,由此衍生的物理量不变;
(3)由图象可知平衡时CO2的为0.25mol/L,可知消耗0.75mol/L,以此计算转化率;
(4)结合各物质的平衡浓度,利用三段式法计算;
(5)第9分钟时达到平衡,υ逆(CH3OH)=υ正(CH3OH),随着反应的进行,正反应速率逐渐减小。
【详解】(1)3min到9min,CO2浓度变化为0.5mol/L−0.25mol/L=0.25mol/L,CO2反应速率为:,故答案为:0.042;
(2)A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1(即图中交叉点),浓度相等而不是不变,故A错误;
B. 混合气体的物质的量为变量,则压强为变量,随着反应的进行,混合气体的压强不随时间的变化而变化,此时反应达到平衡,故B正确;
C. 单位时间内生成3molH2,同时生成1molCH3OH,则正逆反应速率相等,故C错误;
D. 混合气体的质量不变,混合气体的物质的量随着反应的进行是变量,则平均相对分子质量不随时间的变化而变化此时反应达到平衡,故D正确;
故答案为:BD;
(3)由图象可知平衡时CO2的为0.25mol/L,可知消耗0.75mol/L,则转化率为,故答案为:75;
(4) 
则平衡时混合气体中CO2(g)和H2(g)的质量之比是 ,故答案为:22:3;
(5)第9分钟时达到平衡,υ逆(CH3OH)=υ正(CH3OH),随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,则第3分钟时υ正(CH3OH) 大于第9分钟时υ逆(CH3OH)。故答案为:>。
【点睛】平衡问题计算时一般采用三段法进行计算。反应达到平衡时,υ逆=υ正。
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