Question

【题目】向恒容的密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，在适当的催化剂作用下，发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l)。下列选项表明反应一定达到平衡状态的是

A.CO2和H2的体积分数保持不变B.混合气体的平均式量保持不变

C.CO2和H2的转化率相等D.混合气体的密度保持不变

Answer 1

【答案】A

【解析】

在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。

A、反应开始时加入的CO2和H2的物质的量之比为1:3，反应消耗的CO2和H2的物质的量之比也为1:3，所以CO2和H2的体积分数一直保持不变，选项A错误；

B、混合气体的平均式量是混合气的质量和气体总物质的量的比值，在反应过程中只有反应物为气态且比例保持不变，即反应过程中气体平均式量保持不变，选项B错误

C、CO2和H2均为反应物且投料比与反应计量数之比相等，故转化率保持相等，不能作为平衡状态标志，选项C错误；

D、密度是混合气的质量和容器容积的比值，反应是气体体积减小的反应，在反应过程中气体质量发生变化而容积始终是不变的，即反应过程和平衡状态容器内的密度为变量，当密度不变时则达平衡状态，选项D正确；

答案选D。