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17.一定温度下,在三个容积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),各容器中起始物质的物质的量与反应温度见表,反应过程中容器Ⅰ、Ⅲ中CH3OH的物质的量随时间变化关系如图所示:下列说法正确的是(  )
容器温度/℃起始物质的量/mol
CO(g)H2(g)CH3OH(g)
T10.20.40
T1000.4
T20.20.40
A.在前20 min内,容器Ⅰ中反应的平均速率为v(H2)=0.012 mol•L-1•min-1
B.达到平衡后,容器Ⅰ中再充入0.20 mol CO和0.20 mol CH3OH,此时v(正)>v(逆)
C.达到平衡时,容器Ⅱ中的压强一定大于容器Ⅰ中的压强的两倍
D.将容器Ⅲ改为绝热容器,实验起始温度为T2,达到平衡时,CO的转化率小于50%

分析 A.在前20 min内,容器Ⅰ中反应中甲醇物质的量0.12mol,反应的氢气物质的量为0.24mol,反应速率v=$\frac{△c}{△t}$;
B.计算反应T1时Ⅰ反应的平衡常数,计算浓度商和平衡常数比较判断平衡进行的方向;
C.容器ⅡCO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),相当于起始量CO物质的量0.4mol,H2物质的量0.8mol,和容器Ⅰ相比起始量增大一倍,压强增大平衡正向进行;
D.容器Ⅲ达到平衡状态,甲醇物质的量为0.10mol,CO转化率=$\frac{0.10mol}{0.20mol}$×100%=50%,将容器Ⅲ改为绝热容器,实验起始温度为T2,反应为放热反应,温度升高平衡逆向进行.

解答 解:A.在前20 min内,容器Ⅰ中反应中甲醇物质的量0.12mol,反应的氢气物质的量为0.24mol,反应速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.24mol}{2.0L}}{20min}$=0.006mol/(L•min),故A错误;
B.计算反应T1时Ⅰ反应的平衡常数,
                             CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),
起始量(mol/L)    0.1           0.2                     0
变化量(mol/L)  0.06          0.12                0.06
平衡量(mol/L)  0.04           0.08                 0.06
K=$\frac{0.06}{0.04×0.0{8}^{2}}$=234.375
容器Ⅰ中再充入0.20 mol CO和0.20 mol CH3OH,CO浓度为(0.04+0.1)mol/L=0.14mol/L,CH3OH浓度(0.06+0.1)mol/L=0.16mol/L,
计算浓度商和Qc=$\frac{0.16}{0.14×0.0{8}^{2}}$=178.6<K,平衡进行的方向是正向进行,v(正)>v(逆),故B正确;
C.容器Ⅱ中CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),相当于起始量CO物质的量0.4mol,H2物质的量0.8mol,和容器Ⅰ相比起始量增大一倍,压强增大平衡正向进行,达到平衡时,容器Ⅱ中的压强一定小于容器Ⅰ中的压强的两倍,故C错误;
D.容器Ⅲ达到平衡状态,甲醇物质的量为0.10mol,CO转化率=$\frac{0.10mol}{0.20mol}$×100%=50%,将容器Ⅲ改为绝热容器,实验起始温度为T2,反应为放热反应,温度升高平衡逆向进行,CO的转化率小于50%,故D正确;
故选BD.

点评 本题考查了好像平衡影响因素、化学反应速率和平衡常数的计算、注意平衡条件的分析判断,掌握基础是解题关键,题目难度中等.

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