Question

3．向密闭容器中充入物质的量浓度均为 0.1mol/L的CH₄和 CO₂，在一定条件下发生反应CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g），测得CH₄的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示．下列说法不正确的是（　　）

• A． 平衡时CO与H₂的物质的量比为1：1
• B． p₁、p₂、p₃、p₄由小到大的顺序为p₁＜p₂＜p₃＜p₄
• C． 1100℃，p₄条件下，该反应10 min时达到平衡点X，则ν（CO₂）=0.008 mol•L^-1•min^-1
• D． 随着温度升高，该反应的平衡常数减小

Answer 1

分析 A．根据生成物CO与H₂的物质的量按1：1生成判断；
B．由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），据此结合方程式判断压强对平衡移动的影响进行解答；
C．由图可知，压强为P₄、1100℃的条件下，到达平衡X点时甲烷的转化率为80%，据ν（CO₂）=$\frac{△c}{△t}$计算；
D．由图可知，温度越高，CH₄的平衡转化率越大，说明升温平衡向正反应方向移动，据此判断．

解答 解：A．因为生成物CO与H₂的物质的量按1：1生成，所以平衡时CO与H₂的物质的量比为1：1，故A正确；
B．由图可知，温度一定时，甲烷的转化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应进行，甲烷的转化率降低，故压强P₄＞P₃＞P₂＞P₁，故B正确；
C．由图可知，压强为P₄、1100℃的条件下，达到平衡X点时甲烷的转化率为80%，甲烷的浓度变化量为0.1mol/L×80%=0.08mol/L，则：
               CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g），
开始（mol/L）：0.1      0.1      0        0
变化（mol/L）：0.08     0.08     0.16     0.16 
平衡（mol/L）：0.02     0.02     0.16     0.16
故ν（CO₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.08mol/L}{10min}$=0.008 mol•L^-1•min^-1，故C正确；
D．由图可知，温度越高，CH₄的平衡转化率越大，说明升温平衡向正反应方向移动，所以温度升高，该反应的平衡常数增大，故D错误；
故选D．

点评 本题考查化学平衡图象、影响化学平衡的因素、化学平衡常数等，难度中等，注意利用“定一议二”原则分析解答．