Question

5．在2L恒容密闭容器中充入3mol CO气体、3mol H₂，发生反应：3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）．CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示：（　　）

• A． p₁＞p₂＞p₃
• B． 若断裂碳氢键、氢氢键的速率相等，则该反应为平衡状态
• C． 已知从反应开始到平衡点A需要时间10min．在0～10分钟内的平均速率v（H₂）=0.18mol/（L•min）
• D． A点的平衡常数K_p=$\frac{1}{64}$（K_p是用平衡时各组分的分压代替其浓度的平衡常数．组分分压=混合气体总压强X该组分的物质的量分数）

Answer 1

分析 A、反应是气体体积减小的反应，同温度下一氧化碳转化率越大说明压强越大；
B、反应达到平衡状态的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，原则是变量不变；
C、A点一氧化碳转化率为6%，
               3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），
起始量（mol）  3       3          0          0
变化量（mol） 3×0.6    3×0.6    0.6       0.6
平衡量（mol）  1.2    1.2        0.6        0.6
根据v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$计算；
D、设起始量分别为1.5mol/L，依据转化率计算平衡物质的量浓度，K_P是用平衡时各组分分压替代浓度的平衡常数，物质分压=混合气体总压强×该物质的物质的量分数，计算得到．

解答 解：A、3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），可知正反应为气体体积减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，一氧化碳的转化率提高，因此压强关系是：p₁＜p₂＜p₃；故A错误；
B、C-H键，H-H键的数量不同，断裂C-H键，H-H键速率相等，不能说明正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，故B错误；
C、A点一氧化碳转化率为6%，
               3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），
起始量（mol）  3       3          0          0
变化量（mol） 3×0.6    3×0.6    0.6       0.6
平衡量（mol）  1.2    1.2        0.6       0.6
所以在0～10分钟内的平均速率v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{1.8}{2}}{10}$=0.09mol/（L•min），故C错误；
D、A点一氧化碳转化率为6%，则起始量分别为$\frac{3}{2}$=1.5mol/L，依据转化率计算平衡物质的量浓度
               3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），
起始量（mol/L）  1.5       1.5          0          0
变化量（mol/L） 1.5×0.6    1.5×0.6      0.3       0.3
平衡量（mol/L）   0.6       0.6       0.3          0.3
v（CO）%=v（H₂）%=$\frac{0.6}{0.6+0.6+0.3+0.3}$=$\frac{1}{3}$
V（CH₃OCH₃）%=V（CO₂）%=$\frac{0.3}{0.6+0.6+0.3+0.3}$=$\frac{1}{6}$
分压为p（CO）=p（H₂）=$\frac{1}{3}$p（总）=$\frac{1}{3}$×6=2，p（CH₃OCH₃）=p（CO₂）=$\frac{1}{6}$p（总）=$\frac{1}{6}$×6=1，Kp=$\frac{P（CH{\;}_{3}OCH{\;}_{3}）P（CO{\;}_{2}）}{P（CO）{\;}^{3}P（H{\;}_{2}）{\;}^{3}}$=$\frac{1×1}{2{\;}^{3}×2{\;}^{3}}$=$\frac{1}{64}$，故D正确；
故选：D．

点评 本题考查了化学平衡的分析判断，平衡计算的理解应用，影响平衡因素和平衡移动原理是解题关键，题目难度中等．