Question

20．某温度下，将6mol CO₂和8mol H₂ 充入2L密闭容器中发生反应CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0，容器中H₂的物质的量随时间的变化关系如右图中的实线所示．图中虚线表示仅改变某一反应条件时，H₂的物质的量随时间的变化关系．下列说法正确的是（　　）

• A． 曲线Ⅰ对应的条件改变可能降低温度
• B． 曲线Ⅱ对应的条件改变可能是充入氦气
• C． 该温度下，此反应的化学平衡常数的数值为0.5
• D． 从反应开始至a 点，ν（CO₂）=0.6 mol•L^-1•min^-1

Answer 1

分析 A、由图可知，曲线Ⅰ到达平衡的时间缩短，反应速率加快，平衡时氢气的物质的量增大，平衡向逆反应移动；
B、条件改变如果是充入氦气，体积一定各组成份的浓度不变，平衡不移动，反应速率不变；
C、由图可知，T℃时平衡时氢气的物质的量为2mol，参加反应的氢气的物质的量为8mol-2mol=6mol，氢气的浓度变化量为3mol/L，据此结合三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算；
D、由图可知，a点氢气的物质的量为4.4mol，参加反应的氢气的物质的量为8mol-4.4mol=3.6mol，氢气的浓度变化量为$\frac{3.6mol}{2L}$=1.8mol/L，根据v=$\frac{△c}{△t}$，计算v（H₂），利用速率之比等于化学计量数之比计算v（CO₂）．

解答 解：A、由图可知，曲线Ⅰ到达平衡的时间缩短，反应速率加快，平衡时氢气的物质的量增大，平衡向逆反应移动，正反应放热反应，说明是升高温度，故A错误；
B、条件改变如果是充入氦气，体积一定各组成份的浓度不变，平衡不移动，反应速率不变，而曲线Ⅱ速率加快，氢气的量变少，平衡移动，故B错误；
C、由图可知，T℃时平衡时氢气的物质的量为2mol，参加反应的氢气的物质的量为8mol-2mol=6mol，氢气的浓度变化量为3mol/L，则：
              CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
开始（mol/L）：3        4         0         0   
变化（mol/L）：1        3         1         1
平衡（mol/L）：2        1         1         1
故该温度下平衡常数k=$\frac{1×1}{2×{1}^{2}}$=0.5，故C正确；
D、由图可知，a点氢气的物质的量为4.4mol，参加反应的氢气的物质的量为8mol-4.4mol=3.6mol，氢气的浓度变化量为$\frac{3.6mol}{2L}$=1.8mol/L，故v（H₂）=$\frac{1.8mol/L}{2min}$=0.9mol•L^-1•min^-1，速率之比等于化学计量数之比，故v（CO₂）=$\frac{1}{3}$v（H₂）=0.3mol•L^-1•min^-1，故D错误；
故选C．

点评 本题考查物质的量浓度随时间变化曲线、化学平衡常数、化学反应速率的有关计算、影响化学平衡的因素等，难度中等，注意分析曲线的变化特点．