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16.700℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2,发生如下反应:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),反应过程中测定的部分数据见表:下列说法正确的是(  )
反应时间/minn(CO)/moln(H2)/mol
00.601.20
200.20
300.40
A.反应在20 min内的平均速率为v(H2)=0.04 mol•L-1•min-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(CH3OH)=0.15 mol•L-1,则反应的△H<0
C.保持其他条件不变,再向平衡体系中同时通入0.20 mol CO、0.20 mol H2、0.20 mol CH3OH,达到新平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,若起始时向容器中充入1.0 mol CH3OH,达到平衡时CH3OH转化率大于$\frac{1}{3}$

分析 由反应可知,30min时转化的氢气为0.8mol,则转化的CO为0.4mol,则剩余的CO为0.6mol-0.4mol=0.2mol,可知20min时达到平衡,则
      CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
开始  0.6       1.2               0
转化  0.4       0.8              0.4
平衡 0.2       0.4              0.4
A.结合v=$\frac{△c}{△t}$计算;
B.平衡时c(CH3OH)=0.2mol/L,升高温度,平衡时c(CH3OH)=0.15 mol•L-1,可知升高温度平衡逆向移动;
C.K=$\frac{0.2}{0.1×(0.2)^{2}}$=50,再向平衡体系中同时通入0.20 mol CO、0.20 mol H2、0.20 mol CH3OH,Qc=$\frac{0.3}{0.2×(0.3)^{2}}$=16.67<K,平衡正向移动;
D.若起始时向容器中充入1.0 mol CH3OH,设转化的甲醇为x,K=$\frac{1}{50}$=0.02,
        CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)
开始    1.0               0               0
转化     x                   x             2x
平衡   1-x                 x              2x
$\frac{x×(2x)^{2}}{1-x}$=0.02,如x=$\frac{1}{3}$时,$\frac{x×(2x)^{2}}{1-x}$>0.02,则x<$\frac{1}{3}$时满足题意.

解答 解:由反应可知,30min时转化的氢气为0.8mol,则转化的CO为0.4mol,则剩余的CO为0.6mol-0.4mol=0.2mol,可知20min时达到平衡,则
      CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
开始  0.6       1.2               0
转化  0.4       0.8              0.4
平衡 0.2       0.4              0.4
A.反应在20 min内的平均速率为v(H2)=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{20min}$=0.02mol•L-1•min-1,故A错误;
B.平衡时c(CH3OH)=0.2mol/L,升高温度,平衡时c(CH3OH)=0.15 mol•L-1,可知升高温度平衡逆向移动,则反应的△H<0,故B正确;
C.K=$\frac{0.2}{0.1×(0.2)^{2}}$=50,再向平衡体系中同时通入0.20 mol CO、0.20 mol H2、0.20 mol CH3OH,Qc=$\frac{0.3}{0.2×(0.3)^{2}}$=16.67<K,平衡正向移动,则达到新平衡前v(正)>v(逆),故C正确;
D.若起始时向容器中充入1.0 mol CH3OH,设转化的甲醇为x,K=$\frac{1}{50}$=0.02,
        CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)
开始    1.0               0               0
转化     x                   x             2x
平衡   1-x                 x              2x
$\frac{x×(2x)^{2}}{1-x}$=0.02,如x=$\frac{1}{3}$时,$\frac{x×(2x)^{2}}{1-x}$>0.02,则x<$\frac{1}{3}$时满足题意,则达到平衡时CH3OH转化率小于$\frac{1}{3}$,故D错误;
故选BC.

点评 本题考查化学平衡的计算,为高频考点,把握表格中的数据、平衡三段法、K及速率的计算为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意选项D为解答的难点,题目难度不大.

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