Question

10．某溫度下，在體積不變的容器中進行反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90.7kJ•mol^-1．已知反應(yīng)的起始濃度分別為：c（CO）=1mol/L，c（H₂）=2.4mol/L；5min 后 反應(yīng)達平衡，此時 CO 的轉(zhuǎn)化率為 50%．則下列說法正確的是（　�。�

• A． 該反應(yīng)屬于熵增放熱反應(yīng)，一定能自發(fā)進行
• B． 5 min 內(nèi) H₂ 的平均反應(yīng)速率為 0.1 mol/（L•min）
• C． 其它條件不變的情況下，加入催化劑可提高 CO 的轉(zhuǎn)化率
• D． 若該溫度下，反應(yīng)物的起始濃度 c（CO）=4 mol/L，c（H₂）=a mol/L，達到平衡后，c（CH₃OH）=2 mol/L，則 a=5.4

Answer 1

分析 A．由化學(xué)計量數(shù)可知，△S＜0、△H＜0，△H-T△S＜0的反應(yīng)可自發(fā)進行；
B.5min 后 反應(yīng)達平衡，此時 CO 的轉(zhuǎn)化率為 50%，則參加反應(yīng)的CO為0.5mol/L，參加反應(yīng)的氫氣為1mol/L，結(jié)合v=$\frac{△c}{△t}$計算；
C．催化劑對平衡移動無影響；
D．溫度不變，K不變，則
         CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
開始    1           2.4                  0
轉(zhuǎn)化  0.5           1                  0.5
平衡 0.5          1.4                0.5
K=$\frac{0.5}{0.5×1．{4}^{2}}$=$\frac{1}{1．{4}^{2}}$，
若該溫度下，反應(yīng)物的起始濃度 c（CO）=4 mol/L，c（H₂）=a mol/L，達到平衡后，c（CH₃OH）=2 mol/L，
          CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
開始     4          a                  0
轉(zhuǎn)化     2          4                  2
平衡    2           a-4                2
K=$\frac{2}{2×（a-4）^{2}}$=$\frac{1}{（a-4）^{2}}$=$\frac{1}{1．{4}^{2}}$，以此來解答．

解答 解：A．由化學(xué)計量數(shù)可知，△S＜0、△H＜0，△H-T△S＜0的反應(yīng)可自發(fā)進行，可知低溫下可自發(fā)進行，故A錯誤；
B.5min 后 反應(yīng)達平衡，此時 CO 的轉(zhuǎn)化率為 50%，則參加反應(yīng)的CO為0.5mol/L，參加反應(yīng)的氫氣為1mol/L，5 min 內(nèi) H₂ 的平均反應(yīng)速率為$\frac{1mol/L}{5min}$=0.2 mol/（L•min），故B錯誤；
C．催化劑對平衡移動無影響，則加入催化劑時 CO 的轉(zhuǎn)化率不變，故C錯誤；
D．溫度不變，K不變，則
         CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
開始    1           2.4                  0
轉(zhuǎn)化  0.5           1                  0.5
平衡 0.5          1.4                0.5
K=$\frac{0.5}{0.5×1．{4}^{2}}$=$\frac{1}{1．{4}^{2}}$，
若該溫度下，反應(yīng)物的起始濃度 c（CO）=4 mol/L，c（H₂）=a mol/L，達到平衡后，c（CH₃OH）=2 mol/L，
          CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
開始     4          a                  0
轉(zhuǎn)化     2          4                  2
平衡    2           a-4                2
K=$\frac{2}{2×（a-4）^{2}}$=$\frac{1}{（a-4）^{2}}$=$\frac{1}{1．{4}^{2}}$，解得a=5.4，故D正確；
故選D．

點評 本題考查化學(xué)平衡的計算，為高頻考點，把握平衡三段法、K的計算、平衡移動為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，注意選項D為解答的難點，題目難度不大．