Question

17．一定溫度下，在三個(gè)容積均為2.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），各容器中起始物質(zhì)的物質(zhì)的量與反應(yīng)溫度見(jiàn)表，反應(yīng)過(guò)程中容器Ⅰ、Ⅲ中CH₃OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示：下列說(shuō)法正確的是（　�。�

容器	溫度/℃	起始物質(zhì)的量/mol
		CO（g）	H2（g）	CH3OH（g）
Ⅰ	T1	0.2	0.4	0
Ⅱ	T1	0	0	0.4
Ⅲ	T2	0.2	0.4	0

• A． 在前20 min內(nèi)，容器Ⅰ中反應(yīng)的平均速率為v（H₂）=0.012 mol•L^-1•min^-1
• B． 達(dá)到平衡后，容器Ⅰ中再充入0.20 mol CO和0.20 mol CH₃OH，此時(shí)v（正）＞v（逆）
• C． 達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅱ中的壓強(qiáng)一定大于容器Ⅰ中的壓強(qiáng)的兩倍
• D． 將容器Ⅲ改為絕熱容器，實(shí)驗(yàn)起始溫度為T₂，達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率小于50%

Answer 1

分析 A．在前20 min內(nèi)，容器Ⅰ中反應(yīng)中甲醇物質(zhì)的量0.12mol，反應(yīng)的氫氣物質(zhì)的量為0.24mol，反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$；
B．計(jì)算反應(yīng)T₁時(shí)Ⅰ反應(yīng)的平衡常數(shù)，計(jì)算濃度商和平衡常數(shù)比較判斷平衡進(jìn)行的方向；
C．容器ⅡCO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），相當(dāng)于起始量CO物質(zhì)的量0.4mol，H₂物質(zhì)的量0.8mol，和容器Ⅰ相比起始量增大一倍，壓強(qiáng)增大平衡正向進(jìn)行；
D．容器Ⅲ達(dá)到平衡狀態(tài)，甲醇物質(zhì)的量為0.10mol，CO轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.10mol}{0.20mol}$×100%=50%，將容器Ⅲ改為絕熱容器，實(shí)驗(yàn)起始溫度為T₂，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高平衡逆向進(jìn)行．

解答 解：A．在前20 min內(nèi)，容器Ⅰ中反應(yīng)中甲醇物質(zhì)的量0.12mol，反應(yīng)的氫氣物質(zhì)的量為0.24mol，反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.24mol}{2.0L}}{20min}$=0.006mol/（L•min），故A錯(cuò)誤；
B．計(jì)算反應(yīng)T₁時(shí)Ⅰ反應(yīng)的平衡常數(shù)，
                             CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），
起始量（mol/L）    0.1           0.2                     0
變化量（mol/L）  0.06          0.12                0.06
平衡量（mol/L）  0.04           0.08                 0.06
K=$\frac{0.06}{0.04×0.0{8}^{2}}$=234.375
容器Ⅰ中再充入0.20 mol CO和0.20 mol CH₃OH，CO濃度為（0.04+0.1）mol/L=0.14mol/L，CH₃OH濃度（0.06+0.1）mol/L=0.16mol/L，
計(jì)算濃度商和Qc=$\frac{0.16}{0.14×0.0{8}^{2}}$=178.6＜K，平衡進(jìn)行的方向是正向進(jìn)行，v（正）＞v（逆），故B正確；
C．容器Ⅱ中CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），相當(dāng)于起始量CO物質(zhì)的量0.4mol，H₂物質(zhì)的量0.8mol，和容器Ⅰ相比起始量增大一倍，壓強(qiáng)增大平衡正向進(jìn)行，達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅱ中的壓強(qiáng)一定小于容器Ⅰ中的壓強(qiáng)的兩倍，故C錯(cuò)誤；
D．容器Ⅲ達(dá)到平衡狀態(tài)，甲醇物質(zhì)的量為0.10mol，CO轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.10mol}{0.20mol}$×100%=50%，將容器Ⅲ改為絕熱容器，實(shí)驗(yàn)起始溫度為T₂，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高平衡逆向進(jìn)行，CO的轉(zhuǎn)化率小于50%，故D正確；
故選BD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了好像平衡影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率和平衡常數(shù)的計(jì)算、注意平衡條件的分析判斷，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．