Question

9．在初始温度为500℃、容积恒定为10L的三个密闭容器中，如图充料发生反应：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）十H₂O（g）△H=-25kJ/mol．已知乙达到平衡时气体的压强为开始时的0.55倍；乙、丙中初始反应方向不同，平衡后对应各组分的体积分数相等．下列分析正确的是（　　）

• A． 刚开始反应时速率：甲＜乙
• B． 平衡后反应放热：甲＞乙
• C． 500℃下该反应平衡常数：K=3×10²
• D． 若a≠0，则0.9＜b＜l

Answer 1

分析 A．开始反应速率和各组分的浓度大小有关；
B．转化的反应物的量越大，反应放热越多；
C．根据三行式结合K等于生成物平衡浓度系数次幂之积和反应物平衡浓度系数次幂之积的比值来计算反应的平衡常数；
D．乙、丙中初始反应方向不同，平衡后对应各组分的体积分数相等，此时二者建立的平衡是等效的，据此回答．

解答 解：A．刚开始反应时甲和乙中各组分的浓度相等，所以开始时反应速率相等，故A错误；
B．甲是一个绝热体系，随着反应的进行，放出热量，使得体系的温度升高，所以平衡逆向移动，但是乙是恒温体系，所以甲相当于在乙的基础上逆向移动了，故平衡后反应放热：甲＜乙，故B错误；
C．设二氧化碳的转化量是xmol，CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
                          初始物质的量：1              3                   0                   0
                                 变化量：x              3x                   x                   x
                                   平衡量：1-x          3-3x                 x                   x
$\frac{1-x+3-3x+x+x}{4}$=0.55，解得：x=0.9，所以平衡常数K=$\frac{\frac{0.9}{10}×\frac{0.9}{10}}{\frac{1-0.9}{10}×（\frac{3-2.7}{10}）^{3}}$=3×10⁴，故C错误；
D．乙、丙中初始反应方向不同，平衡后对应各组分的体积分数相等，此时二者建立的平衡是等效的，根据C的计算，平衡时甲醇的物质的量是0.9mol，所以0.9＜b＜l，故D正确．
故选D．

点评 本题考查了化学平衡的计算、影响平衡移动的因素等，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和计算能力，注意把握三段式在化学平衡常数计算中的应用方法．