Question

【題目】二氧化碳的捕集、利用是能源領域的一個重要戰略方向。

(1)在一定溫度下的恒容密閉容器中，發生下列反應：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) ΔH<0。下列敘述能說明此反應達到平衡狀態的是_____(填字母代號)

a．混合氣體的壓強保持不變 b．v正(CH3OH)=3v逆(H2)

c．CO2 的濃度保持不變 d．1mol CO2 生成的同時有 3mol H-H 鍵生成

(2)上述反應常用CuO和ZnO的混合物作催化劑。相同的溫度和時間段內，催化劑中 CuO的質量分數對 CO2 的轉化率和 CH3OH的產率影響的實驗數據如下表所示：

ω(CuO)%	10	20	30	40	50	60	70	80	90
CO2 的轉化率%	10	13	15	20	35	45	40	35	30
CH3OH 的產率/%	25	30	35	45	50	65	55	53	50

由表可知，CuO的質量分數為_____催化效果最佳。

Answer 1

【答案】ac 60%

【解析】

(1)a．反應前后氣體分子數不等，平衡移動將導致壓強改變；

b．v正(CH3OH)=3逆(H2)，則轉化成同一物質時，正、逆反應速率不等；

c．CO2 的濃度保持不變，則反應達平衡狀態；

d．1mol CO2 生成的同時有3mol H-H鍵生成，數值之比等于化學計量數之比，但方向相同。

(2)從表中尋找數值最大的點，即催化效果最佳。

(1)a．反應前后氣體分子數不等，平衡移動將導致壓強改變，壓強保持不變，則反應達平衡，a符合題意；

b．v正(CH3OH)=3逆(H2)，則轉化成同一物質時，則v正(CH3OH)=9逆(CH3OH)，正、逆反應速率不等，反應未達平衡，b不合題意；

c．CO2 的濃度保持不變，則反應達平衡狀態，c符合題意；

d．1mol CO2 生成的同時有3mol H-H鍵生成，反應方向相同，不一定達平衡狀態，d不合題意；

故選ac。答案為：ac；

(2)比較表中數據，當ω(CuO)%=60%時，CO2的轉化率%=45%，CH3OH的產率%=65%，都是最大值，所以CuO的質量分數為60%催化效果最佳。答案為：60%。