Question

【题目】将CO2转化为甲醇的原理为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH <0。500 ℃时，在体积为1 L 的固定容积的密闭容器中充入1mol CO2、3mol H2，测得CO2浓度与CH3OH 浓度随时间的变化如图所示，从中得出的结论错误的是( )

A．曲线X可以表示CH3OH(g)或H2O(g)的浓度变化

B．从反应开始到10min时，H2的反应速率υ(H2)=0.225 mol/(L·min)

C．平衡时H2 的转化率为75%

D．500 ℃时该反应的平衡常数K=3

Answer 1

【答案】D

【解析】

试题分析：A、曲线x随反应进行浓度逐渐增大，表示生成物的浓度变化。曲线Y随反应进行浓度减小，表示反应物的浓度变化。反应进行到3min时X增加了0.5mol/L，而Y减少了1.0mol/L－0.5mol/L＝0.5mol/L，这说明X、Y的浓度变化量之比为1：1，因此根据反应的化学方程式可知曲线x可以表示CH3OH浓度变化，曲线Y可以表示CO2浓度变化，A正确；B、根据以上分析可知X可以表示甲醇，则10min内用甲醇表示的反应速率为＝0.75molL÷10min＝0.075mol/（Lmin）。反应速率之比等于化学计量数之比，用氢气表示的反应速率＝3×0.075mol/（Lmin）＝0.225mol/（Lmin），B正确；C、根据以上分析可知X可以表示甲醇，平衡时甲醇的浓度变化量＝0.75mol/L，则根据方程式可知氢气的浓度变化量＝3×0.75mol/L＝2.25mol/L，则参加反应的氢气的物质的量＝1L×2.25mol/L＝2.25mol，所以氢气的转化率＝×100%＝75%，C正确；D、根据以上分析可知X可以表示甲醇，其浓度变化量＝0.75mol/L，则：

CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）

起始浓度（mol/L） 1 3 0 0

转化浓度（mol/L） 0.75 2.25 0.75 0.75

平衡浓度（mol/L） 0.25 0.75 0.75 0.75

因此根据化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值可知，该反应的平衡常数＝＝5.3，D错误，答案选D。