Question

14．利用CO和H₂在催化剂的作用下合成甲醇，反应如下：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．在2L密闭容器中充入物质的量之比为1：2的CO和H₂，在催化剂作用下充分反应，测得平衡混合物中CH₃OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示．下列说法正确的是（　　）

• A． 该反应的△H＜0，且p₁＜p₂＜p₃
• B． 在C点时，H₂转化率为75%
• C． 反应速率：ν_逆（状态A）＞ν_逆（状态B）
• D． 在恒温恒压条件下，向该密闭容器中再充入1molCH₃OH，达平衡时CH₃OH的体积分数增大

Answer 1

分析 A．由图可知，升高温度，平衡逆向移动，说明该反应的△H＜0，同温度下，增大压强，平衡正向移动，CH₃OH的体积分数增大；
B．设向密闭容器充入了1molCO和2molH₂，利用三段法进行数据分析计算；
C．温度升高、增大压强均使该反应的化学反应速率加快；
D．在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH₃OH，达平衡时CH₃OH的体积分数都相同．

解答 解：A．由图可知，升高温度，CH₃OH的体积分数减小，平衡逆向移动，则该反应的△H＜0，300℃时，增大压强，平衡正向移动，CH₃OH的体积分数增大，所以p₁＞p₂＞p₃，故A错误；
B．设向密闭容器充入了1molCO和2molH₂，CO的转化率为x，则
         CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）
起始     1        2          0
变化     x        2x         x
结束    1-x      2-2x        x
在C点时，CH₃OH的体积分数=$\frac{x}{1-x+2-2x+x}$=0.5，解得x=0.75，故B正确；
C．B点对应的温度和压强均大于A点，温度升高、增大压强均使该反应的化学反应速率加快，因此ν_逆（状态A）＜ν_逆（状态B），故C错误；
D．由等效平衡可知，在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH₃OH，达平衡时CH₃OH的体积分数都相同，故D错误．
故选B．

点评 本题考查了图象和化学平衡的关系，为高频考点，重在培养学生图象与化学平衡理论的相互关系，注意把握图象曲线的变化特点以及外界体积对平衡移动的影响，难度中等．