Question

17．一定溫度下，在三個容積均為2.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），各容器中起始物質的物質的量與反應溫度見表，反應過程中容器Ⅰ、Ⅲ中CH₃OH的物質的量隨時間變化關系如圖所示：下列說法正確的是（　�。�

容器	溫度/℃	起始物質的量/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，容器Ⅰ中反應的平均速率為v（H₂）=0.012 mol•L^-1•min^-1
• B． 達到平衡后，容器Ⅰ中再充入0.20 mol CO和0.20 mol CH₃OH，此時v（正）＞v（逆）
• C． 達到平衡時，容器Ⅱ中的壓強一定大于容器Ⅰ中的壓強的兩倍
• D． 將容器Ⅲ改為絕熱容器，實驗起始溫度為T₂，達到平衡時，CO的轉化率小于50%

Answer 1

分析 A．在前20 min內，容器Ⅰ中反應中甲醇物質的量0.12mol，反應的氫氣物質的量為0.24mol，反應速率v=$\frac{△c}{△t}$；
B．計算反應T₁時Ⅰ反應的平衡常數(shù)，計算濃度商和平衡常數(shù)比較判斷平衡進行的方向；
C．容器ⅡCO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），相當于起始量CO物質的量0.4mol，H₂物質的量0.8mol，和容器Ⅰ相比起始量增大一倍，壓強增大平衡正向進行；
D．容器Ⅲ達到平衡狀態(tài)，甲醇物質的量為0.10mol，CO轉化率=$\frac{0.10mol}{0.20mol}$×100%=50%，將容器Ⅲ改為絕熱容器，實驗起始溫度為T₂，反應為放熱反應，溫度升高平衡逆向進行．

解答 解：A．在前20 min內，容器Ⅰ中反應中甲醇物質的量0.12mol，反應的氫氣物質的量為0.24mol，反應速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.24mol}{2.0L}}{20min}$=0.006mol/（L•min），故A錯誤；
B．計算反應T₁時Ⅰ反應的平衡常數(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，
計算濃度商和Qc=$\frac{0.16}{0.14×0.0{8}^{2}}$=178.6＜K，平衡進行的方向是正向進行，v（正）＞v（逆），故B正確；
C．容器Ⅱ中CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），相當于起始量CO物質的量0.4mol，H₂物質的量0.8mol，和容器Ⅰ相比起始量增大一倍，壓強增大平衡正向進行，達到平衡時，容器Ⅱ中的壓強一定小于容器Ⅰ中的壓強的兩倍，故C錯誤；
D．容器Ⅲ達到平衡狀態(tài)，甲醇物質的量為0.10mol，CO轉化率=$\frac{0.10mol}{0.20mol}$×100%=50%，將容器Ⅲ改為絕熱容器，實驗起始溫度為T₂，反應為放熱反應，溫度升高平衡逆向進行，CO的轉化率小于50%，故D正確；
故選BD．

點評 本題考查了好像平衡影響因素、化學反應速率和平衡常數(shù)的計算、注意平衡條件的分析判斷，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．