Question

16．700℃時，向容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO和H₂，發(fā)生如下反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)見表：下列說法正確的是（　　）

反應時間/min	n（CO）/mol	n（H2）/mol
0	0.60	1.20
20	0.20
30		0.40

• A． 反應在20 min內(nèi)的平均速率為v（H₂）=0.04 mol•L^-1•min^-1
• B． 保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c（CH₃OH）=0.15 mol•L^-1，則反應的△H＜0
• C． 保持其他條件不變，再向平衡體系中同時通入0.20 mol CO、0.20 mol H₂、0.20 mol CH₃OH，達到新平衡前v（正）＞v（逆）
• D． 相同溫度下，若起始時向容器中充入1.0 mol CH₃OH，達到平衡時CH₃OH轉(zhuǎn)化率大于$\frac{1}{3}$

Answer 1

分析 由反應可知，30min時轉(zhuǎn)化的氫氣為0.8mol，則轉(zhuǎn)化的CO為0.4mol，則剩余的CO為0.6mol-0.4mol=0.2mol，可知20min時達到平衡，則
      CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
開始  0.6       1.2               0
轉(zhuǎn)化  0.4       0.8              0.4
平衡 0.2       0.4              0.4
A．結合v=$\frac{△c}{△t}$計算；
B．平衡時c（CH₃OH）=0.2mol/L，升高溫度，平衡時c（CH₃OH）=0.15 mol•L^-1，可知升高溫度平衡逆向移動；
C．K=$\frac{0.2}{0.1×（0.2）^{2}}$=50，再向平衡體系中同時通入0.20 mol CO、0.20 mol H₂、0.20 mol CH₃OH，Qc=$\frac{0.3}{0.2×（0.3）^{2}}$=16.67＜K，平衡正向移動；
D．若起始時向容器中充入1.0 mol CH₃OH，設轉(zhuǎn)化的甲醇為x，K=$\frac{1}{50}$=0.02，
        CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g）
開始    1.0               0               0
轉(zhuǎn)化     x                   x             2x
平衡   1-x                 x              2x
$\frac{x×（2x）^{2}}{1-x}$=0.02，如x=$\frac{1}{3}$時，$\frac{x×（2x）^{2}}{1-x}$＞0.02，則x＜$\frac{1}{3}$時滿足題意．

解答 解：由反應可知，30min時轉(zhuǎn)化的氫氣為0.8mol，則轉(zhuǎn)化的CO為0.4mol，則剩余的CO為0.6mol-0.4mol=0.2mol，可知20min時達到平衡，則
      CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
開始  0.6       1.2               0
轉(zhuǎn)化  0.4       0.8              0.4
平衡 0.2       0.4              0.4
A．反應在20 min內(nèi)的平均速率為v（H₂）=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{20min}$=0.02mol•L^-1•min^-1，故A錯誤；
B．平衡時c（CH₃OH）=0.2mol/L，升高溫度，平衡時c（CH₃OH）=0.15 mol•L^-1，可知升高溫度平衡逆向移動，則反應的△H＜0，故B正確；
C．K=$\frac{0.2}{0.1×（0.2）^{2}}$=50，再向平衡體系中同時通入0.20 mol CO、0.20 mol H₂、0.20 mol CH₃OH，Qc=$\frac{0.3}{0.2×（0.3）^{2}}$=16.67＜K，平衡正向移動，則達到新平衡前v（正）＞v（逆），故C正確；
D．若起始時向容器中充入1.0 mol CH₃OH，設轉(zhuǎn)化的甲醇為x，K=$\frac{1}{50}$=0.02，
        CH₃OH（g）?CO（g）+2H₂（g）
開始    1.0               0               0
轉(zhuǎn)化     x                   x             2x
平衡   1-x                 x              2x
$\frac{x×（2x）^{2}}{1-x}$=0.02，如x=$\frac{1}{3}$時，$\frac{x×（2x）^{2}}{1-x}$＞0.02，則x＜$\frac{1}{3}$時滿足題意，則達到平衡時CH₃OH轉(zhuǎn)化率小于$\frac{1}{3}$，故D錯誤；
故選BC．

點評 本題考查化學平衡的計算，為高頻考點，把握表格中的數(shù)據(jù)、平衡三段法、K及速率的計算為解答的關鍵，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．