Question

10．某温度下，将6mol CO₂和8mol H₂ 充入2L密闭容器中发生反应CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0，容器中H₂的物质的量随时间的变化关系如图中的实线所示．图中虚线表示仅改变某一反应条件时，H₂的物质的量随时间的变化关系．下列说法正确的是（　　）

• A． 从反应开始至a 点，ν（CO₂）=0.9 mol•L^-1•min^-1
• B． 曲线Ⅰ对应的条件改变可能是减小压强
• C． 曲线Ⅱ对应的条件改变可能是充入氢气
• D． 该温度下，此反应的化学平衡常数的数值为0.5

Answer 1

分析 A．由图可知，a点氢气的物质的量为4.4mol，参加反应的氢气的物质的量为8mol-4.4mol=3.6mol，氢气的浓度变化量为$\frac{3.6mol}{2L}$=1.8mol/L，根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（H₂），利用速率之比等于化学计量数之比计算v（CO₂）；
B．由图可知，曲线Ⅰ到达平衡的时间缩短，反应速率加快，平衡时氢气的物质的量增大，平衡向逆反应移动；
C．条件改变如果是充入氦气，体积一定各组成份的浓度不变，平衡不移动，反应速率不变；
D．由图可知，T℃时平衡时氢气的物质的量为2mol，参加反应的氢气的物质的量为8mol-2mol=6mol，氢气的浓度变化量为3mol/L，结合三段式计算平衡时各组分的平衡浓度，以此计算平衡常数．

解答 解：A．由图可知，a点氢气的物质的量为4.4mol，参加反应的氢气的物质的量为8mol-4.4mol=3.6mol，氢气的浓度变化量为$\frac{3.6mol}{2L}$=1.8mol/L，故v（H₂）=$\frac{1.8mol/L}{2min}$=0.9mol•L^-1•min^-1，速率之比等于化学计量数之比，故v（CO₂）=$\frac{1}{3}$v（H₂）=0.3mol•L^-1•min^-1，故A错误；
B．由图可知，曲线Ⅰ到达平衡的时间缩短，反应速率加快，平衡时氢气的物质的量增大，平衡向逆反应移动，正反应放热反应，说明是升高温度，故B错误；
C．条件改变如果是充入氦气，体积一定各组成份的浓度不变，平衡不移动，反应速率不变，而曲线Ⅱ速率加快，氢气的量变少，平衡移动，故C错误；
D．由图可知，T℃时平衡时氢气的物质的量为2mol，参加反应的氢气的物质的量为8mol-2mol=6mol，氢气的浓度变化量为3mol/L，则：
                         CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
开始（mol/L）：3                4                 0                   0   
变化（mol/L）：1                3                 1                  1
平衡（mol/L）：2                1                 1                  1
故该温度下平衡常数K=$\frac{1×1}{2×{1}^{3}}$=0.5，故D正确；
故选D．

点评 本题考查物质的量随时间变化曲线，为高频考点，把握图中物质的量的变化、平衡移动、平衡常数K的计算为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意利用平衡浓度计算K，题目难度不大．