Question

将CO₂转化为甲醇的原理为 CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0.500℃时，在体积为1L 的固定容积的密闭容器中充入1mol CO₂、3mol H₂，测得CO₂浓度与CH₃OH 浓度随时间的变化如图所示，从中得出的结论错误的是（　　）

• A、曲线X可以表示CH₃OH（g） 或H₂O（g） 的浓度变化
• B、从反应开始到10min时，H₂的反应速率v（H₂）=0.225mol/（L﹒min）
• C、平衡时H₂ 的转化率为75%
• D、500℃时该反应的平衡常数K=3

Answer 1

分析：A．随反应进行X的浓度增大，X表示生成物，由方程式可知CH₃OH（g）、H₂O（g）的浓度变化相等；
B．Y的起始浓度为1mol/L，故Y表示二氧化碳，根据v=

△c

△t

计算v（CO₂），再利用速率之比等于化学计量数之比计算v（H₂）；
C．根据二氧化碳的浓度变化计算氢气的浓度变化，氢气的转化率=

氢气浓度变化量

氢气的起始浓度

×100%；
D．利用三段式计算平衡常数各组分的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算．

解答：解：A．随反应进行X的浓度增大，X表示生成物，由方程式可知CH₃OH（g）、H₂O（g）的浓度变化相等，曲线X可以表示CH₃OH（g） 或H₂O（g） 的浓度变化，故A正确；
B．Y的起始浓度为1mol/L，故Y表示二氧化碳，平衡时二氧化碳的浓度为0.25mol/L，故v（CO₂）=

1mol/L-0.25mol/L

10min

=0.075mol/（L﹒min），速率之比等于化学计量数之比，故v（H₂）=3v（CO₂）=3×0.075mol/（L﹒min）=0.225mol/（L﹒min），故B正确；
C．平衡时二氧化碳的浓度为0.25mol/L，二氧化碳的浓度变化量为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，由方程式可知氢气的浓度变化为3×0.75mol/L=2.25mol/L，氢气的转化率=

2.25mol/L

3mol/L

×100%=75%，故C正确；
D．平衡时二氧化碳的浓度为0.25mol/L，则：
              CO₂（g）+3H₂（g） CH₃OH（g）+H₂O（g），
开始（mol/L）：1        3                0           0
变化（mol/L）：0.75     2.25             0.75       0.75 
平衡（mol/L）：0.25     0.75             0.75       0.75
故平衡常数k=

0.75×0.75

0.25×0.753

=5.33，故D错误；
故选D．

点评：本题考查化学图象问题，涉及化学反应速率、化学平衡、平衡常数计算等，题目难度中等，注意根据图象计算各物质的平衡浓度为解答该题的关键．