Question

12．在初始溫度為500℃、容積恒定為10L的三個(gè)密閉容器中，如圖充料發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）十H₂O（g）△H=-25k/mol．已知乙達(dá)到平衡時(shí)氣體的壓強(qiáng)為開始時(shí)的0.55倍；乙、丙中初始反應(yīng)方向不同，平衡后對應(yīng)各組分的體積分?jǐn)?shù)相等．下列分析正確的是（　　）

• A． 剛開始反應(yīng)時(shí)速率：甲＞乙
• B． 平衡后反應(yīng)放熱：甲＞乙
• C． 500℃下該反應(yīng)平衡常數(shù)：K=3×10²
• D． 若a≠0，則0.9＜b＜l

Answer 1

分析 A、開始反應(yīng)速率和各組分的濃度大小有關(guān)；
B、反應(yīng)的熱效應(yīng)和反應(yīng)物中的轉(zhuǎn)化率以及產(chǎn)物的產(chǎn)量多少有關(guān)；
C、根據(jù)三行式結(jié)合K等于生成物平衡濃度系數(shù)次冪之積和反應(yīng)物平衡濃度系數(shù)次冪之積的比值來計(jì)算反應(yīng)的平衡常數(shù)；
D、乙、丙中初始反應(yīng)方向不同，平衡后對應(yīng)各組分的體積分?jǐn)?shù)相等，此時(shí)二者建立的平衡是等效的，據(jù)此回答．

解答 解：A、剛開始反應(yīng)時(shí)甲和乙中各組分的濃度相等，所以開始反應(yīng)速率相等，故A錯(cuò)誤；
B、甲是一個(gè)絕熱體系，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，放出熱量，使得體系的溫度升高，所以平衡逆向移動(dòng)，但是乙是恒溫體系，所以甲相當(dāng)于在乙的基礎(chǔ)上逆向移動(dòng)了，故平衡后反應(yīng)放熱：甲＜乙，故B錯(cuò)誤；
C、設(shè)二氧化碳的轉(zhuǎn)化量是xmol，CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）十H₂O（g）
              初始物質(zhì)的量：1       3       0            0
                    變化量：x        3x      x            x
                    平衡量：1-x      3-3x     x           x
$\frac{1-x+3-3x+x+x}{4}$=0.55，解得：x=0.9，所以平衡常數(shù)K=$\frac{\frac{0.9}{10}×\frac{0.9}{10}}{\frac{1-0.9}{10}×（\frac{3-3×0.9}{10}）^{3}}$=3×10⁴，故C錯(cuò)誤；
D、乙、丙中初始反應(yīng)方向不同，平衡后對應(yīng)各組分的體積分?jǐn)?shù)相等，此時(shí)二者建立的平衡是等效的，根據(jù)C的計(jì)算，平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量是0.9mol，所以0.9＜b＜l，故D正確．
故選D．

點(diǎn)評 本題涉及化學(xué)平衡的建立以及影響反應(yīng)速率的因素和等效平衡的有關(guān)知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度不大．