Question

3．在20L恒容密閉容器中，按物質(zhì)的量之比為1：2充入CO和H₂發(fā)生：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=akJ/mol．測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度及不同壓強(qiáng)的變化如圖所示：n（H₂）在P₂及195℃時(shí)隨時(shí)間變化如表所示

t/min	0	1	3	5
n（H2）/mol	8	5	4	4

下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． P₁＞P₂，a＜0
• B． 在P₂及195℃時(shí)，反應(yīng)前3min的平均速率v（CH₃OH）=0.08mol/（L•min）
• C． 在P₂及195℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為25（mol/L）^-2
• D． 在B點(diǎn)時(shí)，v_正＞v_逆

Answer 1

分析 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和平衡常數(shù)的定義進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)影響化學(xué)平衡的因素進(jìn)行判斷得出正確結(jié)論．升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡向著吸熱的方向移動(dòng)；增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡向著氣體體積減小的方向移動(dòng)．

解答 解：A．P₁時(shí)，升高溫度，CO轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動(dòng)，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0；該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，195℃時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率P₂大于P₁，壓強(qiáng)從P₁變到P₂后平衡正向移動(dòng)，因此P₁到P₂為增大壓強(qiáng)，P₁＜P₂，故A錯(cuò)誤；
B.0～3 min，n（H₂）=8-4=4mol，故n（CH₃OH）=4÷2=2mol，v（CH₃OH）=$\frac{\frac{2}{20}}{3}$mol•L^-1•min^-1=0.033mol•L^-1•min^-1，故B錯(cuò)誤；
C．由表中信息可知，起始時(shí)：c（H₂）=$\frac{8mol}{20L}$=0.4mol/L，c（CO）=$\frac{1}{2}$c（H₂）=0.2mol/L；平衡時(shí)：c（H₂）=$\frac{4mol}{20L}$=0.2mol/L； 
                       CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始濃度（mol/L） 0.2     0.4           0
轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.1     0.2           0.1
平衡濃度（mol/L） 0.1     0.2          0.1
K=$\frac{c（CH{\;}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（H{\;}_{2}）}$=$\frac{0.1}{0.2×0.2×0.1}$=25L²•mol^-2，故C正確；
D．根據(jù)表中數(shù)據(jù)知，平衡時(shí)氫氣轉(zhuǎn)化率為50%，當(dāng)可逆反應(yīng)中初始反應(yīng)物物質(zhì)的量之比等于其計(jì)量數(shù)之比時(shí)，其反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相等，所以該溫度和壓強(qiáng)下CO的轉(zhuǎn)化率為50%，根據(jù)圖知，A點(diǎn)是平衡狀態(tài)，B點(diǎn)轉(zhuǎn)化率大于A點(diǎn)，該反應(yīng)在該溫度和壓強(qiáng)下達(dá)到平衡狀態(tài)，應(yīng)該向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以B點(diǎn)v（正）＜v（逆），故D錯(cuò)誤，
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響，化學(xué)反應(yīng)速率和平衡常數(shù)的計(jì)算，為高考常見(jiàn)題型和高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能量的考查，注意把握?qǐng)D象的分析和理解，難度中等．