Question

20．現(xiàn)向一密閉容器中充人物質(zhì)的量濃度均為0.10mol/L的CH₄和CO₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CH₄（g）+C0₂（ g）?12CO（g）+2H₂ （g）△H，測(cè)得CH₄的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示．下列說(shuō)法不正確的是（　�。�

• A． △H＞0
• B． 1000℃，P₃條件下，在Y點(diǎn)：v（正）＜v（逆）
• C． P₄＞P₃＞P₂＞P_l
• D． 1100℃，P₄條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=l.64（mol/L）²

Answer 1

分析 A．由圖可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高甲烷的轉(zhuǎn)化率越大，升高溫度平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，據(jù)此判斷；
B．由圖可知，壓強(qiáng)為P₃、1000℃的條件下，到達(dá)平衡X點(diǎn)時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為88%，Y點(diǎn)甲烷的轉(zhuǎn)化率小于88%，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，據(jù)此判斷；
C．由圖可知，溫度一定時(shí)，甲烷的轉(zhuǎn)化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），據(jù)此結(jié)合方程式判斷壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響進(jìn)行解答；
D．由圖可知，壓強(qiáng)為P₄、1100℃的條件下，到達(dá)平衡X點(diǎn)時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%，據(jù)此計(jì)算甲烷的濃度變化量，利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)；

解答 解：A．由圖可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高甲烷的轉(zhuǎn)化率越大，升高溫度平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞0，故A正確；
B．由圖可知，壓強(qiáng)為P₃、1000℃的條件下，到達(dá)平衡X點(diǎn)時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為88%，Y點(diǎn)甲烷的轉(zhuǎn)化率小于88%，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，故在Y點(diǎn)：v（正）＞v（逆），故B錯(cuò)誤；
C．由圖可知，溫度一定時(shí)，甲烷的轉(zhuǎn)化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，甲烷的轉(zhuǎn)化率降低，故壓強(qiáng)P₄＞P₃＞P₂＞P₁，故C正確；
D．由圖可知，壓強(qiáng)為P₄、1100℃的條件下，達(dá)到平衡X點(diǎn)時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%，甲烷的濃度變化量為0.1mol/L×80%=0.08mol/L，則：
             CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g），
開(kāi)始（mol/L）：0.1      0.1      0       0
變化（mol/L）：0.08     0.08     0.16   0.16
平衡（mol/L）：0.02     0.02     0.16    0.16
故該溫度下平衡常數(shù)k=$\frac{0.1{6}^{2}×0.1{6}^{2}}{0.02×0.02}$=1.64，故D正確；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡圖象、影響化學(xué)平衡的因素、化學(xué)平衡常數(shù)等，難度中等，注意利用“定一議二”原則分析解答．