Question

18．工业上可用CO₂生产甲醇，反应为：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）．将6molCO₂和8mol H₂充入2L的密闭容器中，测得H₂的物质的量随时间变化如图实线所示．图中虚线表示仅改变某一反应条件时，H₂物质的量随时间的变化．下列说法正确的是（　　）

• A． 若曲线I对应的条件改变是升高温度，则该反应△H＞0
• B． 曲线II对应的条件改变是降低压强
• C． 反应开始至a点时v（H₂）=1mol•L^-1•min^-1
• D． 保持温度不变，若将平衡后的容器体积缩小至1L，重新达平衡时则2 mol•L^-1＜c（CH₃OH）＜$\frac{8}{3}$mol•L^-1

Answer 1

分析 A．若曲线I对应的条件改变是升高温度，升高温度平衡向吸热方向移动，升高温度后氢气的物质的量增大，平衡逆向移动；
B．减小压强化学反应速率降低，反应达到平衡的时间延长，平衡向气体体积增大的方向移动；
C．v（H₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
D．体积缩小为原来的一半，若平衡不发生移动，计算c（CH₃OH），结合可逆反应的特点进行判断．

解答 解：A．若曲线I对应的条件改变是升高温度，升高温度平衡向吸热方向移动，升高温度后氢气的物质的量增大，平衡逆向移动，则正反应是放热反应，△H＜0，故A错误；
B．减小压强化学反应速率降低，反应达到平衡的时间延长，平衡向气体体积增大的方向移动，即逆反应方向移动，氢气的物质的量增大，故B错误；
C．v（H₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{8-6}{2}}{1}$mol•L^-1•min^-1=1mol•L^-1•min^-1，故C正确；
D．体积不变时，c（CH₃OH）=$\frac{1}{3}$△c（H₂）=$\frac{1}{3}$×$\frac{8-2}{2}$mol/L=1mol•L^-1，体积缩小为原来的一半，若平衡不发生移动时，c（CH₃OH）=2mol•L^-1，由于压强变大，化学平衡向正反应方向移动，故c（CH₃OH）＞2mol•L^-1，可逆反应反应物不能完全转化，即平衡时H₂物质的量不为零，可知c（CH₃OH）＜$\frac{1}{3}$×$\frac{8mol}{1L}$=$\frac{8}{3}$mol/L，即2 mol•L^-1＜c（CH₃OH）＜$\frac{8}{3}$mol•L^-1，故D正确；
故选CD．

点评 本题考查化学平衡计算及外界条件对化学平衡影响，为高频考点，侧重考查学生图象分析及计算能力，难点是D中等效平衡构建，题目难度中等．