Question

1．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
測得CO₂（g）和CH₃OH（g）的濃度隨時(shí)間變化如圖所示．下列說法正確的是（　　）

• A． 反應(yīng)進(jìn)行到3 min時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
• B． 從反應(yīng)開始到平衡，CO₂的轉(zhuǎn)化率為25%
• C． 第3 min時(shí)，氫氣的平均反應(yīng)速率為1.5mol/（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、化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等；
B、從反應(yīng)開始到平衡，CO₂的轉(zhuǎn)化率等于變化量和初始量的比值；
C、計(jì)算第3 min二氧化碳的平均反應(yīng)速率，結(jié)合物質(zhì)表示的速率之比等于系數(shù)之比來計(jì)算氫氣的平均反應(yīng)速率；
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、反應(yīng)進(jìn)行到3 min時(shí)，各物質(zhì)的濃度仍在變化，該反應(yīng)正逆反應(yīng)不速率相等，沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B、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
從反應(yīng)開始到平衡，CO₂的轉(zhuǎn)化率=$\frac{0.75mol/L}{1mol/L}×100%$=75%，故B錯(cuò)誤；
C、第3 min二氧化碳的平均反應(yīng)速率v=$\frac{1mol/L-0.5mol/L}{3min}$=$\frac{0.5}{3}$mol/（L•min），各個(gè)物質(zhì)表示的速率之比等于系數(shù)之比來，所以氫氣的平均反應(yīng)速率是0.5mol/（L•min），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
K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）×c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.75×0.75}{0.25×0.7{5}^{3}}$=$\frac{16}{3}$，故D正確．
故選D．

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，難度不大，側(cè)重考查分析計(jì)算能力、讀圖獲取信息能力．