Question

16．在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol
測(cè)得CO₂（g）和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖所示．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　　）

• A． 該密閉容器的體積為1 L
• B． 從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的轉(zhuǎn)化率為0.75
• C． 從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率為0.075 mol/（L•min）
• D． 該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為$\frac{16}{3}$

Answer 1

分析 A．開(kāi)始充入1mol CO₂，而開(kāi)始的CO₂濃度為1mol/L，據(jù)此計(jì)算體積；
B．根據(jù)n=cV計(jì)算生成甲醇物質(zhì)的量，再根據(jù)方程式計(jì)算參加反應(yīng)氫氣物質(zhì)的量，氫氣的轉(zhuǎn)化率=$\frac{反應(yīng)的氫氣物質(zhì)的量}{氫氣起始物質(zhì)的量}$×100%；
C．根據(jù)反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（CH₃OH），再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（H₂）；
D．計(jì)算平衡時(shí)氫氣、水的濃度，再根據(jù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$計(jì)算平衡常數(shù)．

解答 解：A．開(kāi)始充入1mol CO₂，而開(kāi)始的CO₂濃度為1mol/L，所以該密閉容器的體積為$\frac{1mol}{1mol/L}$=1 L，故A正確；
B．開(kāi)始充入1mol CO₂，而開(kāi)始的CO₂濃度為1mol/L，所以該密閉容器的體積為$\frac{1mol}{1mol/L}$=1 L，平衡時(shí)生成甲醇為0.75mol/L×1L=0.75mol，則參加反應(yīng)氫氣為0.75mol×3=2.25mol，故氫氣轉(zhuǎn)化率為$\frac{2.25mol}{3mol}$×100%=75%，故B正確；
C．從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，v（CH₃OH）=$\frac{0.75mol/L}{10min}$=0.075mol•L^-1•min^-1，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故v（H₂）=3v（CH₃OH）=0.225 mol•L^-1•min^-1，故C錯(cuò)誤；
D．平衡時(shí)甲醇為0.75mol/L、二氧化碳為0.25mol/L，則：
               CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
起始濃度（mol/L）：1       3          0       0
變化濃度（mol/L）：0.75    2.25       0.75    0.75
平衡濃度（mol/L）：0.25    0.75       0.75    0.75
則平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.75×0.75}{0.25×0.7{5}^{2}}$=$\frac{16}{3}$，故D正確，
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率、平衡常數(shù)等，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生的分析、計(jì)算能力，注意把握?qǐng)D象的曲線變化以及信息的獲取，難度中等．