Question

13．在20L的密闭容器中按物质的量之比为1：2充入CO和H₂，发生：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H．测得CO的转化率随温度及不同压强下的变化如图所示，p₂和195℃时n（H₂）随时间的变化结果如表所示．下列说法正确的是（　　） 
p₂及195℃n（H₂）随时间变化

t/min	0	1	3	5
n（H2）/mol	8	5	4	4

• A． p₁＞p₂，△H＜0
• B． 在p₂及195℃时，反应前3 min的平均速率v（CH₃OH）=0.8 mol•L^-1•min^-1
• C． 在p₂及195℃时，该反应的平衡常数为25
• D． 在B点时，v_正＞v_逆

Answer 1

分析 根据化学反应速率和平衡常数的定义进行计算，根据影响化学平衡的因素进行判断得出正确结论．升高温度，化学反应速率加快，平衡向着吸热的方向移动；增大压强，化学反应速率加快，平衡向着气体体积减小的方向移动．

解答 解：A．P₁时，升高温度，CO转化率减小，平衡逆向移动，故正反应为放热反应，△H＜0；该反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，195℃时，CO转化率P₂大于P₁，压强从P₁变到P₂后平衡正向移动，因此P₁到P₂为增大压强，P₁＜P₂，故A错误；
B.0～3 min，n（H₂）=8-4=4mol，故n（CH₃OH）=4÷2=2mol，v（CH₃OH）=$\frac{\frac{2}{20}}{3}$mol•L^-1•min^-1=0.033mol•L^-1•min^-1，故B错误；
C．由表中信息可知，起始时：c（H₂）=$\frac{8mol}{20L}$=0.4mol/L，c（CO）=$\frac{1}{2}$c（H₂）=0.2mol/L；平衡时：c（H₂）=$\frac{4mol}{20L}$=0.2mol/L； 
                 CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始浓度（mol/L） 0.2     0.4       0
转化浓度（mol/L） 0.1     0.2      0.1
平衡浓度（mol/L） 0.1     0.2      0.1
K=$\frac{c（CH{\;}_{3}OH）}{c（CO）•{c}^{2}（H{\;}_{2}）}$=$\frac{0.1}{0.2×0.2×0.1}$=25L²•mol^-2，故C正确；
D．根据表中数据知，平衡时氢气转化率为50%，当可逆反应中初始反应物物质的量之比等于其计量数之比时，其反应物转化率相等，所以该温度和压强下CO的转化率为50%，根据图知，A点是平衡状态，B点转化率大于A点，该反应在该温度和压强下达到平衡状态，应该向逆反应方向移动，所以B点v（正）＜v（逆），故D错误，
故选C．

点评 本题考查外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，化学反应速率和平衡常数的计算，难度中等．