Question

10．某温度下，在体积不变的容器中进行反应：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H₁=-90.7kJ•mol^-1．已知反应的起始浓度分别为：c（CO）=1mol/L，c（H₂）=2.4mol/L；5min 后 反应达平衡，此时 CO 的转化率为 50%．则下列说法正确的是（　　）

• A． 该反应属于熵增放热反应，一定能自发进行
• B． 5 min 内 H₂ 的平均反应速率为 0.1 mol/（L•min）
• C． 其它条件不变的情况下，加入催化剂可提高 CO 的转化率
• D． 若该温度下，反应物的起始浓度 c（CO）=4 mol/L，c（H₂）=a mol/L，达到平衡后，c（CH₃OH）=2 mol/L，则 a=5.4

Answer 1

分析 A．由化学计量数可知，△S＜0、△H＜0，△H-T△S＜0的反应可自发进行；
B.5min 后 反应达平衡，此时 CO 的转化率为 50%，则参加反应的CO为0.5mol/L，参加反应的氢气为1mol/L，结合v=$\frac{△c}{△t}$计算；
C．催化剂对平衡移动无影响；
D．温度不变，K不变，则
         CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
开始    1           2.4                  0
转化  0.5           1                  0.5
平衡 0.5          1.4                0.5
K=$\frac{0.5}{0.5×1．{4}^{2}}$=$\frac{1}{1．{4}^{2}}$，
若该温度下，反应物的起始浓度 c（CO）=4 mol/L，c（H₂）=a mol/L，达到平衡后，c（CH₃OH）=2 mol/L，
          CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
开始     4          a                  0
转化     2          4                  2
平衡    2           a-4                2
K=$\frac{2}{2×（a-4）^{2}}$=$\frac{1}{（a-4）^{2}}$=$\frac{1}{1．{4}^{2}}$，以此来解答．

解答 解：A．由化学计量数可知，△S＜0、△H＜0，△H-T△S＜0的反应可自发进行，可知低温下可自发进行，故A错误；
B.5min 后 反应达平衡，此时 CO 的转化率为 50%，则参加反应的CO为0.5mol/L，参加反应的氢气为1mol/L，5 min 内 H₂ 的平均反应速率为$\frac{1mol/L}{5min}$=0.2 mol/（L•min），故B错误；
C．催化剂对平衡移动无影响，则加入催化剂时 CO 的转化率不变，故C错误；
D．温度不变，K不变，则
         CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
开始    1           2.4                  0
转化  0.5           1                  0.5
平衡 0.5          1.4                0.5
K=$\frac{0.5}{0.5×1．{4}^{2}}$=$\frac{1}{1．{4}^{2}}$，
若该温度下，反应物的起始浓度 c（CO）=4 mol/L，c（H₂）=a mol/L，达到平衡后，c（CH₃OH）=2 mol/L，
          CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
开始     4          a                  0
转化     2          4                  2
平衡    2           a-4                2
K=$\frac{2}{2×（a-4）^{2}}$=$\frac{1}{（a-4）^{2}}$=$\frac{1}{1．{4}^{2}}$，解得a=5.4，故D正确；
故选D．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握平衡三段法、K的计算、平衡移动为解答的关键，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．