Question

7．一定温度下，在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应：
3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），各容器中起始物质的量浓度与反应温度如表所示，反应过程中I、Ⅲ容器中CO的物质的量随间变化关系如图所示

容器	温度/℃	物质的起始浓度/mol•L-1
		CO（g）	H2（g）	CH3OCH3（g）	CO2（g）
Ⅰ	T1	0.10	0.10	0	0
Ⅱ	T1	0	0	0.10	0.10
Ⅲ	T2	0.10	0.10	0	0

下列说法正确的是（　　）

• A． 达到平衡时，容器I中的逆反应速率大于容器Ⅲ中的正反应速率
• B． 达到平衡时，容器I中CO的转化率与容器Ⅱ中CO₂的转化率之和小于I
• C． 达到平衡时，容器Ⅱ中c（CO₂）大于容器Ⅲ中c（CO₂）的3倍
• D． 若起始时向容器Ⅲ中充入四种反应物质且物质的量均为0.04mol，则反应将向正反应方向进行

Answer 1

分析 A．反应速率越快，达到平衡所需要的时间越短，结合图象分析达到平衡时，容器I中的逆反应速率大于容器Ⅲ中的正反应速率；
B．温度相同，3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），起始量为
Ⅰ0.10          0.10              0                     0
Ⅱ0              0             0.10                 0.10
Ⅱ可以看做起始量反应物0.3mol/L，0.3mol/L，综合I和II，据此判断转化率变化；
C．综合反应Ⅱ和反应Ⅲ，先假设平衡不发生移动，在考虑压强变化给化学平衡带来的影响；
D．根据浓度商和平衡常数的关系判断化学反应的方向．

解答 解：A．容器I达到平衡所需要的时间比容器Ⅲ达到平衡所需要的时间长，则达到平衡时，容器I中的逆反应速率小于容器Ⅲ中的正反应速率，故A错误；
B．温度相同，3CO（g）+3H₂（g）═CH₃OCH₃（g）+CO₂（g），起始量为
Ⅰ0.10          0.10              0                     0
Ⅱ0              0             0.10                 0.10
Ⅱ可以看做起始量反应物0.3mol/L，0.3mol/L，反应为气体分子数减少的反应，Ⅱ相当于对I进行加压，有利于反应向减压方向进行，假设平衡不发生移动，则容器I中CO的转化率与容器Ⅱ中CO₂的转化率之和为1，加压是利于反应正向进行，对于Ⅱ，则不利于正向进行，因此平衡时，Ⅱ中的CO₂的转化率变小，则容器I中CO的转化率与容器Ⅱ中CO₂的转化率之和小于1，故B正确；
C．Ⅱ可以看做起始量反应物0.3mol/L，0.3mol/L，Ⅲ温度也发生改变，根据图象，Ⅲ比I先达到化学平衡状态，表明Ⅲ中化学反应速率加快，温度升高，化学反应速率加快，则温度T₂＞T₁，但升温不利于反应正向进行，假设平衡不移动，容器Ⅱ中c（CO₂）等于容器Ⅲ中c（CO₂）的3倍，由于升温，反应向逆反应方向移动，Ⅲ相对于Ⅱ减压，也不利于反应正向进行，综合考虑，则容器Ⅱ中c（CO₂）大于容器Ⅲ中c（CO₂）的3倍，故C正确；
D．体系Ⅲ中，达平衡时n（CO）=0.08mol，根据反应方程式，则平衡时各组分浓度分别为c（CO）=$\frac{0.08mol}{2L}$=0.04mol/L，c（H₂）=0.1-（0.1-$\frac{0.08}{2}$）=0.04mol/L，c（CH₃OCH₃）=c（CO₂）=$\frac{1}{3}×（0.1-\frac{0.08}{2}）$=0.02mol/L，则该温度下化学平衡常数为K=$\frac{c（C{H}_{3}OC{H}_{3}）c（C{O}_{2}）}{{c}^{3}（CO）{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.02mol/L×0.02mol/L}{（0.04mol/L）^{3}×（0.04molL）^{3}}$=9.8×10⁴L⁴/mol⁴，若起始时向容器Ⅲ中充入四种反应物质且物质的量均为0.04mol，则浓度均为c=$\frac{0.04mol}{2L}$=0.02mol/L，则反应商J=$\frac{0.02mol/L×0.02mol/L}{（0.02mol/L）^{3}×（0.02mol/L）^{3}}$=6.25×10⁶＞K，则此时化学反应向逆反应方向进行，故D错误．
故选BC．

点评 本题考查化学平衡的移动，化学平衡常数的计算，注意等效平衡知识的应用，先假设平衡不移动，在考虑改变条件时对化学平衡的影响，需要有一定的分析能力和思维能力，对能力有一定的要求，题目难度中等．