Question

12．工业上用CO和H₂在一定条件下生产燃料甲醇的反应为：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
图1表示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4molH₂和一定量的CO后，CO和CH₃OH（g）的浓度随时间变化图．
下列说法不正确的是（　　）

• A． 图1中曲线b表示使用了催化剂；该反应属于放热反应
• B． 当压强不同（P₁＜P₂）时，平衡时甲醇的体积分数随温度变化的曲线如图3
• C． 一定温度下，容器中压强恒定时该反应已达平衡状态
• D． 该温度下CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的化学平衡常数为10

Answer 1

分析 A．根据催化剂对反应物、生成物的影响及反应物和生成物总能量进行判断；
B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇的含量减小，该反应是体积减小的反应，压强越大，甲醇的含量越高；
C．该反应是体积减小的反应，当压强不变时，说明各组分浓度不再变化；
D、根据图2利用三段式可计算出平衡常数．

解答 解：A．在图1中曲线b与a相比，反应物和生成物能量没有变，活化能下降了，说明使用了催化剂，由于生成物能量小于反应能量，所以该反应为放热反应，故A正确；
B．由于该反应是放热反应，升高温度后，平衡逆向移动，甲醇的含量减小，该反应是体积减小的反应，增大压强，甲醇的含量越高，图象与实际相符，故B正确；
C．根据反应可知，该反应是体积减小的反应，当压强不变时，说明正逆反应速率相等，各组分的浓度不再变化，即：该反应已经处于平衡状态，故C正确；
D、根据图2利用三段式可得，
               CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
起始（mol/L）   1        2        0
转化（mol/L）   0.75    1.5      0.75
平衡（mol/L）   0.25    0.5      0.75  
所以平衡常数为K=$\frac{0.75}{0.25×0．{5}^{5}}$=12，故D错误；
故选D．

点评 本题主要考查了物质的量或浓度岁时间变化的曲线，题目难度中等，试题涉及反应中的热效应、平衡状态的判断、平衡常数的计算等知识点，解题关键在于能从图象中获取相关信息，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生灵活应用基础知识的能力．