Question

（1）在一定體積的密閉容器中，進行如下化學反應，CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)。其化學平衡常數K與溫度t的關系如下。請回答下列問題：

t℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

 
①該反應的化學平衡常數的表達式K =                     ，由上表數據可得，該反應為          反應。（填“吸熱”或“放熱”）
②800℃，固定容器的密閉容器中，放入混合物，其始濃度為c(CO)="0.01" mol·L^－1、c(H₂O)="0.03" mol·L^－1、c(CO₂)="0.01" mol·L^－1、c(H₂)="0.05" mol·L^－1，則反應開始時，H₂O的消耗速率比生成速率           (填＂大＂、＂�。�或＂不能確定＂)
③830℃，在1 L的固定容器的密閉容器中放入2 mol CO₂和1 mol H₂，平衡后CO₂的轉化率為         。
（2）目前工業上有一種方法是用CO₂來生產燃料甲醇。為探究反應原理，現進行如下實驗，在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，在500℃下發生反應：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g) △H=－49.0kJ·mol^－1。測得CO₂(g)和CH₃OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示：

①平衡時CH₃OH的體積分數w為              。
②現在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數據如下。下列說法正確的是                      

容器	實驗1	實驗2	實驗3
反應物投入量（始態）	1mol CO2、3mol H2	1mol CH3OH、1mol H2O	2mol CH3OH、2mol H2O
CH3OH的平衡濃度/mol·L－1	C1	C2	C3
反應的能量變化	放出 x kJ	吸收y kJ	吸收z kJ
體系壓強/Pa	P1	P2	P3
反應物轉化率	a1	a2	a3

A．2 C₁>C₃          B．x+y="49.0        " C．2P₂< P₃
D．（a₁+ a₃）<1       E．2P₁> P₃           F．a₁= a₂
③在一個裝有可移動活塞的容器中進行上述反應：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)。反應達到平衡后，測得CH₃OH的物質的量為a mol，保持容器內的溫度和壓強不變，向平衡體系中通入少量的H₂，再次達到平衡后，測得CH₃OH的物質的量為b mol，請比較a、b的大小          。

Answer 1

（1）①K=c(CO)×c(H₂O)/c(CO₂)×c(H₂) （1分），吸熱（1分）；
②小（1分）；③CO₂的轉化率為1/3（1分）
（2）①30%（2分），②BDE(2分)
③a<b（1分）。[解答]為說明問題方便起見，設原濃度皆為1mol?L^－1，加入H₂時，H₂的濃度增大，設為原濃度的x倍（x>1），CO₂、CH₃OH、H₂O的濃度均減小相同倍數，設為原來濃度的y倍（y<1），則Q（濃度商）= y/x³ K（K為平衡常數），所以Q<K，平衡向正反應方向移動，故得a<b。

略